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1、七月16,2021CFM56发动机七月16,2021气动热力学基础1、连续方程2、能量方程3、音速4、马赫数5、滞止参数6、变截面管流7、临界参数8、速度系数9、密流函数10、激波1、连续方程七月16,20212、能量方程七月16,2021同时可以看出，气体在变截面流管中的流动，气流的速度与温度同时变化。气体加速，T降低宏观动能←内部储能气体减速，T升高宏观内能→内部储能示例七月16,2021以发动机的进气道为例。V0=0进口速度124.3m/sT0=288.15K进口温度280.4K示例七月16,2021以发动机的尾喷
2、管为例。尾喷管进口速度174m/s、出口速度417m/s尾喷管进口温度507.6K出口温度442.6K3、音速七月16,2021音速随当地温度变化而变化,并不是定值示例:T=15⁰CC=340.3m/s4、马赫数七月16,2021Ma：气体速度与当地音速之比Ma=0.3Ma=0.6？作业1七月16,2021（1）飞机的Ma增加1倍，其空速是否也增加一倍？为什么？（2）气体在尾喷管中Ma增加1倍，气流速度是否也增加1倍？为什么？5.滞止参数稳态一维定常流动的能量方程：定常流动中v等熵地将为0的点，称为驻点、滞止点。七月16
3、,20215.滞止参数定比热容的理想气体：带入总焓的公式，可得到七月16,20215.滞止参数七月16,20215.滞止参数环境温度：15⁰C、音速C=340m/s行走1m/sMa=0.003T=15.0005⁰C自行车18km/hMa=0.015T=15.0125⁰C汽车108km/hMa=0.088T=15.4482⁰C客机700km/hMa=0.57T=33.7403⁰C战斗机2MaT=245.319⁰C流星10000km/hT=3830.53⁰C七月16,2021发动机喷管速度演示常规风速12级风32m/s发动机
4、地面慢车喷口速度100-120m/s七月16,2021录像演示6变截面管流发动机内部工质是可压缩气体可压缩气体高速流动时，存在神奇现象七月16,2021V↑6变截面管流超声速气体进入变截面管道七月16,2021？V↓？V↑6变截面管流通过速度变化率与面积变化率的关系理解Ma>1dv与dA同号dA<0dv<0dA>0dv>0七月16,20216变截面管流超音速气流举例七月16,2021进口出口相对变化A0.003520.002210.6278ρ0.57131.45652.5494V497.17310.730.6250Ma1
5、.931010.5179T164.71239.931.4567p270131003123.71356变截面管流气流速度与管道截面变化的关系七月16,2021参数dA<0dA>0Ma<1Ma>1Ma<1Ma>1V↑↓↓↑T↓↑↑↓Ma↑↓↓↑p↓↑↑↓ρ↓↑↑↓6变截面管流思考题如何设计亚音速进气道？亚音速客机在设计高度以0.8Ma巡航，涡扇发动机的风扇进口Ma要求0.55Ma。七月16,20216变截面管流要用扩张型进气道七月16,20216变截面管流七月16,20216变截面管流思考题如何设计超音速进气道？超音速战机在
6、设计高度以2Ma巡航，涡扇发动机的风扇进口Ma要求0.55Ma。七月16,20216变截面管流前方气流2Ma0.55Ma使用纯收缩管道是否可以?七月16,2021是否需要使用二元进气道?6变截面管流Ma=1时，dA=0截面积取极值，称为临界截面七月16,20216变截面管流以收缩管道为例理解临界截面七月16,2021288.15K100000Pa进口总压流量Ma静温速度出口静压10000000288.1501000001010001.0000.119287.33240.5431000001800009.1550.9992
7、40.107310.65310000030000014.5311240.107310.65315847550000024.2191240.107310.653264125小结在绝能管流中，气体总温永远不变；在绝能等熵流动中，总压不变，若流动不等熵，总压下降在绝能流动中，若气流速度发生变化，静温和当地音速也将发生变化在收缩管道中，亚音速气流最高可加速至音速，超音速气流最低可降至音速；临界截面只能是管道的最小截面，气流只能在最小截面处达到音速。七月16,20217临界参数假设气体在管道中作等熵加速流动，那么随着气体速度的增加
8、，当地音速不断下降。七月16,20217临界参数对于一维绝能流动将带入上式七月16,20217临界参数七月16,2021分析下面的绝能流动方程气流速度与当地音速都在变化,不易计算Ma定义气流速度与临界速度之比为速度系数,其与Ma有单值对应关系8速度系数七月16,2021区别与Ma的关系8速度系数七月16,2021Ma
