工程热力学第9章气体和蒸汽的流动.pptVIP

第九章 气体和蒸汽的流动 本章学习内容 1 研究气体流动过程中 2 研究影响气体在管内流的 气流速度变化 能量转换 状态参数变化 的规律 系统的外部条件 管道截面积的变化 § 9-1 绝热流动的基本方程 一 概念 稳态稳流(稳定流动) 状态不随时间变化 恒定的流量 二 几个基本方程 连续性方程 绝热稳定流动能量方程 定熵过程方程 (1) 连续性方程 const 由稳态稳流特点 适用于任何工质 可逆和不可逆过程 截面面积 气流速度 气体比容 (2) 绝热稳定流动能量方程 适用于任何工质 可逆和不可逆过程 注：增速以降低本身储能为代价 (3) 定熵过程方程式 = const 可逆绝热过程方程式 适用条件: (1)理想气体 (2)定比热 (3)可逆 微分 注意: 变比热时 K取 过程范围内的平均值 三 音速与马赫数 微小扰动在流体中的传播速度 压力波的传播过程 可作定熵过程处理 (1) 音速 定义式: 定熵过程 理想气体 只随绝对温度而变 (2) 马赫数 流速 当地音速 定义式 M1 超音速 M=1 临界音速 M1 亚音速 3 1 2 三种音速 § 9-2 定熵流动的基本特性 一、 气体流速变化与状态参数间的关系 由定熵过程 dh=vdp 得 dc0 dp0 由此可见 导致 dc 0 dp 0 导致 喷管中的 流动特性 扩压管中 的流动特性 二、管道截面变化的规律 ?连续性方程 可逆绝热过程方程 管道截面变化 气流速度变化 注:扩压管dc0,故不同音速下的形状与喷管相反 M1 M1 M1 M1 df0 渐缩 df0 渐扩 df0 df0 渐缩渐扩 喷管 dc0 M=1 df=0 临界截面 喷管和扩压管流速变化与截面变化的关系 流动状态 管道种类 管道形状 M1 M1 dc0 dc0 喷管 dp0 1 2 M1 渐缩渐扩扩喷管M1转M1 渐缩渐扩扩压管M1转M1 1 2 M1 M=1 M1 M1 扩压管 dp0 1 2 1 2 1 2 1 2 M=1 § 9-3 喷管中流速及流量计算 一 定熵滞止参数 将具有一定速度的气流在定熵条件 下扩压，使其流速降低为零时的参数 定义： 参数表达式 下角标为0的 是定熵滞止参数 下角标为1的 是进口参数 二、喷管的出口流速 由绝热稳定流动能量方程 对理想气体 对实际气体 ?三、临界压力比及临界流速 (1)临界压力比 代入出口流速方程 临界流速表达式 定熵过程方程式： 临界压力 进口压力 特别的对 双原子气体： 四、流量与临界流量 一般通过计算最小截面的质量流量 由连续性方程知，各个截面的质量流量相等 （1）渐缩喷管的质量流量计算 1 2 理想气体 的定熵流动 出口截面 质量流量 注意 的取值 （2）渐缩渐扩喷管的流量计算 m 0 c b a 1.0 正常工作时 M= 五、喷管的计算 1 喷管的设计计算 已知 1) 当 即 采用渐缩喷管。 2）当 即 采用缩扩喷管。 出发点： （2）渐缩喷管的校和计算 已知 1) 当 即 2）当 即 喷管的最大流量 kg/s