
【化】 flow work
flow; flowage; fluxion; on the move; run; stream
【醫】 afflux; flow; fluxion; streaming movement
【經】 circulating; floating; flow
exploit; merit; result; skill; work
【化】 work
在工程熱力學領域,"流動功"(英文:Flow Work)指流體流經系統邊界時,因壓力作用而傳遞的能量。它是開口系統(控制體積)能量分析中的核心概念,與流體的壓力和比容直接相關。其物理意義是推動流體進出控制體所需的功,屬于傳遞能量而非系統本身儲存的能量。
漢語定義
"流動功"表示單位質量流體通過系統邊界時,外界為維持流動所消耗的功。其值等于流體的壓力 ( p ) 與比容 ( v ) 的乘積,即:
$$ w_{text{flow}} = p cdot v $$
單位為焦耳/千克(J/kg)或千焦/千克(kJ/kg)。
英文對應術語
在開口系統的穩定流動能量方程中,流動功是焓(( h = u + pv ))的組成部分:
$$ h = u + pv $$
其中:
因此,焓的物理意義是流體流入/流出系統時攜帶的總能量,包含内能與流動功之和。例如:
流動功常與"技術功"(Technical Work)混淆,需明确區别:
$$ w_t = w - Delta (pv) $$
其中 ( w ) 為軸功(如渦輪輸出的機械功)。
實例說明:
在燃氣輪機中,高溫燃氣膨脹推動葉片做功(技術功),而燃氣進出渦輪的推動力由流動功提供。
《工程熱力學》(沈維道,童鈞耕)
定義流動功為"推動流體通過控制面所需的功",并闡述其在開口系統能量方程中的關鍵作用。
來源:高等教育出版社教材(第5版,第3章)
ASME《熱力學基礎》标準(ASME PTC 4)
明确流動功在熱力循環計算中的标準化處理方法,強調其對設備能效分析的影響。
來源:美國機械工程師協會(ASME)标準
NASA《推進系統熱力學》報告
在噴氣發動機分析中,将流動功作為工質動能轉換的基礎參數。
來源:NASA技術文檔庫(ID: NASA-TM-2005-213162)
流動功是熱力學中描述流體流動時能量傳遞的重要概念,其核心定義和特性可歸納如下:
定義與物理意義
流動功指推動流體通過控制體界面時所做的機械功,是維持流體正常流動必須傳遞的能量。例如,當工質流入或流出系統時,後方流體需推開前方流體做功,這種能量傳遞即為流動功。其物理本質與化工原理中的靜壓能一緻。
數學表達式
流動功的計算公式為:
$$
W_{flow} = p cdot V
$$
其中,$p$為流體壓力,$V$為流體體積。該公式表明流動功與流體的壓力和體積變化直接相關。
過程量特性
流動功屬于過程量而非狀态量,其大小和方向取決于流體速度、方向以及作用力參數,需通過運動過程中的能量轉移來體現。
與其他功的區别
工程應用
在壓縮機、泵等設備中,外界通過動力機械對系統輸入流動功;反之,流體對外做功時則輸出流動功。這類能量傳遞直接影響熱力系統的能量平衡分析。
擴展說明:流動功的英文術語為flow work(),在閉口系統中不存在,僅針對開口系統(控制體)進行分析。
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