《车辆发动机废气涡轮增压》第二篇.ppt

基础理论? 基础理论 工程热力学基础 工程热力学基础 工程热力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 流体力学基础 * * 第二章基础理论知识 工程热力学基础 ?? 流体力学基础 理想气体可逆过程： 定容过程 定压过程 定温过程 绝热过程 多变过程 ---质量守恒定律(连续方程) 一元定常流 ---质量守恒定律(连续方程) 可压缩、非定常三元流 ---质量守恒定律(连续方程) 矢量形式 对定常流 对非定常流 ---欧拉方程 理想流体一元流动的运动微分方程 定常流 ---欧拉方程 理想流体三元流动 ---伯努利方程 理想流体一元流动 对不可压缩流体 ---动量方程 v —微元体的体积 F —作用于微元体上的外力 ---动量矩方程 涡轮机械基本方程 ---能量守恒定律 流动气体所作的功包含四部分： 1） 流动功 2） 动能变化 3） 位势能变化 4） 磨擦功 ---能量守恒定律 热力学第一定律 加入到气体中的热量ΔQ，必与气体 的内能变化ΔU及其所作功ΔW相平衡。 由焓的定义 总焓相等 ---气体滞止状态参数 由总焓的定义 T*为滞止温度，或总温 ---气体滞止状态参数 滞止压力 采用滞止参数在很多情况下可使计算简化，因为不考虑动力 研究理想气体热力过程的目的，在于揭示过程中工质状态参数的变化规律以及能量转化情况，进而找出影响转化的主要原因。 质量守恒定律的表达式就是连续方程，是流体力学基本方程之一。 假设流体流动是连续介质的流动，则在流动过程中没有流体质量和产生或消耗，质量对时间的导数为0。 设流体对A-A截面的流速为c1，截面积为A1，密度为ρ1；对B-B截面的流速为c2，截面积为A2，密度为ρ2。 设微元体在xyz坐标上的边长各为δxδyδz。 在某一瞬时t，经过微元体中心的质点的速度为c，它对xyz坐标方向的分量各为cx,cy,cz，密度为ρ。 流经微元六面体的质量流量与微元体内密度的变化相等 通过对流场中任一微元体在流动流动 场中的连续性分析，可推导出三元流动的连续方程。 密度与速度在各坐标分量之积对坐标的导数之和，加上密度对时间的变化等于0。 将其写成矢量形式。微分算子符号 对于定常流，密度对时间的变化为0，即偏ρ比偏t等于0。所以方程更简化。 对非定常流，密度等于常数ρ比偏t等于0。所以方程更简化。 欧拉法着眼于整个流场状态，将流场内流体的各物理量（如速度c，压力p，密度ρ等）作为xyz坐标及时间和的函数来表示。考虑了质量力。 在定常流时，速度对时间的变化即偏c比偏t等于0。理想气体的定常流动下的一元流动方程为。 欧拉法着眼于整个流场状态，将流场内流体的各物理量（如速度c，压力p，密度ρ等）作为xyz坐标及时间和的函数来表示。考虑了质量力。 在定常流时，速度对时间的变化即偏c比偏t等于0。理想气体的定常流动下的一元流动方程为。 对理想气体的定常流动下的一元流动方程沿流线积分后，可得到如下方程。称为伯努利积分式。 对不可压缩流体，密度ρ=常数。 伯努利方程说明：理想不可压缩流体在重力场中作定常流动时沿着一根流线，其单位质量的位势能、压力能和动能三者之和是常数。伯努利方程实质上是理想流体在流动时的能量守恒方程。 *