例題集

熱力学の第一法則(3) 定常流動系の第一法則

知識・記憶レベル   難易度:
図に示すような流動系の動力発生システム(例えばタービン)において,質量流量$G\,\rm{[kg/s]}$の作動流体が,比エンタルピ$h_1\,\rm{[J/kg]}$,流速$w_1\,\rm{[m/s]}$,位置ヘッド$z_1\,\rm{[m]}$でシステムに入り,比エンタルピ$h_2\,\rm{[J/kg]}$,流速$w_2\,\rm{[m/s]}$,位置ヘッド$z_2\,\rm{[m]}$で排出され,定常状態を維持している. このとき,システムには周囲から$\dot{Q}\,\rm{\textrm{[W]}}$の熱量が加えられているものとして,このシステムの出力$\dot{L}\,\rm{\textrm{[W]}}$を求めよ. ただし,重力加速度を$g\,\rm{[m/s^2]}$とする. %=image:/media/2015/01/22/142192379487350900.png:
\[Gh_1+\frac{1}{2}Gw_1^2+Ggz_1+\dot{Q}=Gh_2+\frac{1}{2}Gw_2^2+Ggz_2+\dot{L}\] \[\dot{L}=\dot{Q}+G(h_1-h_2)+\frac{1}{2}G(w_1^2-w_2^2)+Gg(z_1-z_2)\]