圧縮機の動力

圧縮機で系内に仕事を与えて流体を圧縮する場合に必要な動力

圧縮機とは、系内に仕事を与えて流体を圧縮する機械である。下記に圧縮機に流入する場合と圧縮機に流出する場合をしるし、さらに圧縮機の動力を求めた。

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圧縮機に必要な仕事量の全エネルギーは次式で表現される。流体(体積V_i、質量m)は、内部エネルギーに加えて運動エネルギーと位置エネルギーを伴って系内に流入する。そのため、流体が速度w_iで高さZ_iから流入するとすれば、全エネルギーE_iは以下の式になる。

圧縮機に流出する作動流体は下記の通りに表現される。

熱量Qを加えて仕事Lを取り出すとすれば、熱力学第1法則から以下の式が成り立つ。

圧縮機で系内に仕事を与えて流体を圧縮するとき、仕事Lを与えるとしてプラスで計算する。エントロピーが等しい状態のとき、外から与えられる熱量Qをゼロとして考える。なお、現実は下記に圧縮機の消費した動力に効率を考える必要がある。