第2章一维定常流动的基本方程(Part4.临界状态和气体动力学函数).ppt

连续方程的几种形式 由气动函数表 查得，当 时 其中 代入 式中 如果用气流的总压或静压表示气流冲量时，冲量大小则与气流的温度高低无关.因为 项中温度的影响刚好抵消 动量方程的几种形式 重点：八个气动函数 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 中国民航大学航空工程学院发动机系 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 极限速度 极限速度:气流经过绝能过程所能达到的最大速度 可根据完全气体绝能过程的能量方程式来确定 T绝能 在绝能流动中，气流的温度降低，气流速度必然增加；如果气流的绝对温度降到零，则气流的热焓全部转化为动能，气流的速度将达到最大值，即是极限速度，或称最大速度。 极限速度 对于绝能流动，极限速度Vmax个常数，用作参考速度 Vmax仅是一个理论上的极限值，因为任何气体在未达到早已液化 临界状态和临界参数 临界状态和临界参数 临界状态 该状态称其为临界状态 该状态的声速称为临界声速 相应的速度称为临界速度 临界状态的压强、密度和温度称之为临界压强、临界密度和临界温度 临界状态和临界参数 代入式 临界声速、极限速度及滞止声速的关系： 得 临界状态和临界参数 在一维流动的每一个截面上，都有相应于该截面的临界参数【类比记忆：气流中每个截面上都有相应的滞止参数】 如果一个截面上的马赫数恰好等于1，则该截面上气流的状态就是临界状态，该截面上的气流参数就是临界参数，该截面叫做临界截面 几点说明 临界状态和临界参数 气流马赫数不等于1的截面仍有临界参数，该截面气流的静参数不等于临界参数；如果把该截面绝能等熵地转变到马赫数等于1则可得到该截面的临界参数 气流在某个截面上的声速和临界声速的区别：前者由该截面的气流静温决定，而后者则由该截面的临界温度确定，只有在临界截面上的声速才等于其临界声速 几点说明 滞止状态、临界状态和实际状态 临界状态和临界参数 对于一个绝能等熵加速流动，出口截面马赫数等于1的喷管，出口截面即为临界截面，它的参数也是整个流管的临界参数 马赫数小于1的截面上的气流状态参数、滞止参数和临界参数的关系 速度系数：λ ——无量纲的速度，气流速度与临界声速之比 思考：已经定义了Ma，为什么还要引入速度系数λ？ 速度系数 原因1：在绝能流动中，临界声速是个常数，流场中某截面上气流速度只与该截面上速度系数有关（成正比 ），这与马赫数相比要方便 若利用马赫数计算速度，还需要知道当地音速（静温） 速度系数 原因2：当V=Vmax时，Ma趋近于 ，而λ趋近于有限值。 在气体动力学里，速度系数λ比马赫数Ma应用范围要广 速度系数与马赫数的关系 或 速度系数λ与马赫数Ma具有确定的对应关系 速度系数随马赫数的变化 速度系数与马赫数的关系 气体动力学函数及应用 将总、静参数与λ或Ma的关系进行组合构成气动函数 对于一定的气体，即k已知，每式只有三个未知数，即静参数、总参数和λ。如果已知两个则第三个就可用相应的公式求出。 气动函数 气体动力学函数及应用 对于空气 k=1.4 气动函数 气体动力学函数及应用 流量函数 一维定常流动流量公式： 发动机热防护 发动机热防护 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 中国民航大学航空工程学院发动机系 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * * 气体动力学（Aerodynamics） 中国民航大学航空工程学院发动机系 * *