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ポリトロープ効率

polytropic efficiency

気体の圧力をp,密度をqnをポリトロープ指数とするとき,p/qn=一定なる関係を満たすような状態変化をポリトロープ変化という.圧縮機やタービンなど実際の流体機械内部では摩擦などにより,不可逆の断熱変化となるが,このような変化はポリトロープ変化として近似できる.この仮想のポリトロープ変化に沿って圧縮または膨張が行われたとして計算した仕事と実際の仕事との比をポリトロープ効率と呼ぶ.圧力比が小さい場合には断熱効率と一致するが,圧力比が大きくなると断熱効率はポリトロープ効率より低くなる.ポリトロープ効率はポンプや水車の水力効率と同様,空気機械では流体効率として用いられる.

2種類あり,いずれも断熱変化の理想性の尺度である.膨張の場合について説明する.一つは有限の変化における仕事に対する,同じ始めの状態と同じ終圧を持つ可逆的ポリトロープ変化の仕事の比である.ほかの一つは無限小の変化における仕事に対する,同じ始めの状態と同じ終圧を持つ等エントロピー変化の仕事の比である.圧縮の場合には比を作る順序を逆にする.無限小の変化に対するポリトロープ効率は,無限小の変化に対する等エントロピー効率と同じである.