第六章+换热管流 气体动力学,流体力学,航空飞行原理.pdf

气体动力学 气体动力学 发动机教研室 曲春刚 发动机教研室 曲春刚 第六章换热管流 第六章换热管流 假设： 假设： 流动是一维定常的 流动是一维定常的 管道为等截面直管 管道为等截面直管 无功交换及粘性摩擦阻力 无功交换及粘性摩擦阻力 气体化学成分不变，且为定比热容完全气 气体化学成分不变，且为定比热容完全气 体 体 第六章换热管流 第六章换热管流 第6.1节 热交换对气流参数的影响 第6.1节 热交换对气流参数的影响 6.1.1基本方程 6.1.1基本方程 连续方程、动量方程、能量方程、状态方 连续方程、动量方程、能量方程、状态方 程、Ma方程、总压方程、热力学第二定律 程、Ma方程、总压方程、热力学第二定律 第6.1节热交换对气流参数的影响 第6.1节热交换对气流参数的影响 6.1.2 换热对气流参数的影响 6.1.2 换热对气流参数的影响 由于总温的变化可以直接反映热量交 由于总温的变化可以直接反映热量交 换的大小和方向，因此给出气流各个参数 换的大小和方向，因此给出气流各个参数 随总温的变化关系。 随总温的变化关系。 第6.1节热交换对气流参数的影响 第6.1节热交换对气流参数的影响 过程方程与Ma数的关系： 当Ma1 时， n γ 当Ma1时， n γ 当Ma=1时， n＝γ 第6.1节热交换对气流参数的影响 第6.1节热交换对气流参数的影响 加热时，多变过程线在绝热线之上 加热时，多变过程线在绝热线之上 • Ma1时，n γ，过程线位于定压线（n=0）和绝热 • Ma1时，n 线（n= γ)之间，是多变膨胀过程 • Ma1时，n γ，过程线位于定容线（n=∞）和绝热 • Ma1时，n 线（n= γ)之间，是多变压缩过程 放热时，多变过程线在绝热线之下 放热时，多变过程线在绝热线之下 • Ma1时，n γ，过程线位于定压线（n=0）和绝热 • Ma1时，n 线（n= γ)之间，是多变压缩过程 • Ma1时，n γ，过程线位于定容线（n=∞）和绝热 • Ma1时，n 线（n= γ)之间，是多变膨胀过程 总结：亚音速的加热过程是膨胀过程，超音速的加热过程 总结：亚音速的加热过程是膨胀过程，超音速的加热过程 是压缩过程；亚音速的放热过程是压缩过程，超音速的放 是压缩过程；亚音速的放热过程是压缩过程，超音速的放 热过程是膨胀过程 热过程是膨胀过程 第6.1节热交换对气流参数的影响 第6.1节热交换对气流参数的影响 半热力喷管：亚音速气流先在等截面加热管内加 热，使之达到音速，然后利用扩张管使气流达到 超音速 第6.1节热交换对气流参数的影响 第6.1节热交换对气流参数的影响 6.1.3 瑞利线 6.1.3 瑞利线 给定单位面积的冲量和密流下的等截面管流 给定单位面积的冲量和密流下的等截面管流 的h-s曲线为瑞利线 的h-s曲线为瑞利线 ds γ 1−Ma 2 dh ⋅ ⋅ γ R γ −1 1− Ma 2 h 第6.1节热交换对气流参数的影响 第6.1节热交换对气流参数的影响 讨论： 讨论： 当Ma1时： 当Ma1时： • 若γMa21,则ds与dh同号，曲线斜率为正 • 若 • 若γMa 1,则ds与dh异号，曲线斜率为负2 • 若 •加热使熵增加，放热使熵减小，气流参数沿瑞利线上 支变化 当Ma1时,则ds与dh同号，曲线斜率为正，加热 当Ma1时 熵亦增加，放热熵减小，气流参数沿瑞利线下支