滞止参数和临界状态参一.pptVIP

§3—2 滞止参数和临界状态参数 一、气流的滞止参数 (一)总焓和总温 (二)总压、总密度 (三)滞止参数的应用 * 滞止参数和临界状态参（一） 介绍滞止参数的定义 及其应用 滞止参数的定义 滞止参数的应用 2/30 气流的滞止参数和临界参数是气体力学中常用的重要概念，本次课利用伯努利方程和能量方程的有关知识，来阐明这些概念，并从中引出极限速度和速度系数的概念。 按一定的过程将气流速度阻滞到零，此时气流的参数称为滞止参数，又叫总参数。 为了描述流场中一点的状态，可以给出该点气体压力、温度和速度等参数的数值。但是，在工程应用上，往往是给出该点气流的滞止参数(滞止温度、滞止压力等)和数的数值。这是因为运用滞止参数分析或计算问题比较方便，同时滞止参数也比较容易测量。所以滞止参数得到了极其广泛的应用。 1．总焓和总温的概念 根据一维定常绝能流动的能量方程式 可以知道，流动气体的焓是随气流速度的减少而增大的。当气流速度减小到零，即当气流完全滞止时，焓达到最大值。 气流绝能地滞止到速度为零时。气体的焓称为总焓,气体的温度称为总温，分别用 和 表示。 根据总焓和总温的定义(参看图2—3—6)，即把气流由速度 绝能地滞止到零 ，此时所对应的焓 就是总焓，即 或 2．总温的物理意义 由于气体的总焓和总温之间只差一个作为倍数的常数Cp，所以只需分析总温的物理概念亦能说明总焓的物理意义了。用Cp通除(2—3-7a)式，得 可见，总温是由两项组成。第一项静温T表示气流所具有的热能(或气体分于热运动的平均动能)，第二项 表示气体作宏观运动的动能。所以，总温就表示气体分子热运动和宏观运动的能量之和，也就是代表气流所具有的总能量的大小。总温越高，表示气流的总能量越大。 利用关系式 可把总温公式写成 将音速 代入上式，得 或 上式表明了气流在任意一种状态下，其总温与气流参数之间的关系。因此，对于管道的任意一个截面的气体，只要知道它的温度、速度或 数，就可求出该截面气体的总温和总焓。另外，还可看出，总温与静温之比取决于气流的 数，当气流 数很小时， 接近于1，气流 数较大时， 与T 才有显著的差别。 3．气体在流动中的总温变化规律 为了便于分析总温(总焓)的变化规律，首先 引用总焓的概念，( )将能量 方程式加以简化,根据(2-3-15)式 可改写成 这就是总焓的形式的能量方程式。它表明，由于气流与外界交换热量和功的结果，使气流的总温(总焓)发生变化。 当气体作绝能流动时， 上式简化为： 或 即气体作绝能流动时，不论是否考虑气体粘性，气流的总温和总焓都保持不变。这是因为粘性虽然会引起气体的机械能损失，但是由机械能损失产生的热仍然加给了气体，该气体的总能量依然保持不变的缘故。 如果气流与外界只有热能交换而无机械功交换 时，(2-3-9)式简化为 此式说明，当气流从外界获得热量时，其总温（总焓）就增大；反之，若气流对外界散热时，则气流的总温(总焓)就减小。 当气体与外界只有机械功交换而无热量交换时( )，(2—3-9)式简写为 或 这就说明，当外界对气流作功(如压缩器叶轮对气流作功)时，气流的总温(总焓)会增加；反之，若气流对外界作功(如燃气流对涡轮作功)时，则气流总温(总焓)就减少。 1．总压、总密度的概念 如果把气流等熵绝能地滞止到速度为零时，此时所对应的压力称为滞止压力，又叫总 压；所对应的密度叫总密度。它们分别用 、 来表示。 由于滞止过程为等熵绝能过程，故可用等熵绝能的条件直接导出： 从同样方法得 由上两式可知其总压 、总 密度 与其