第8讲 气体的流动和压缩.pptx

《第8讲 气体的流动和压缩.pptx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第5章气体的流动和压缩浙江工业大学热能所内容5-1一元稳定流动的基本方程5-2流速与截面积的变化关系22021/8/275-3气体的流速和流量5-4压气机的压气过程回顾2021/8/273abcdTSoT1T2abbccddaQ1CQ2C回顾等效卡诺循环：任意循环的等效卡诺循环热效率小于卡诺循环。2021/8/2745-1一元稳定流动的基本方程热机的做功方式：2021/8/275低温低压加热高温高压做功压力推动活塞气体流动式5-1一元稳定流动的基本方程喷管：利用压力降落使流体加速的管道2021/8/276启发：喷管截面积的变化与气体流动状态密切相关。拉伐尔喷管(1883年)5-

2、1一元稳定流动的基本方程研究对象：2021/8/277气流速度变化:c状态参数变化:p,v,T能量转换:hA:喷管截面积的变化5-1一元稳定流动的基本方程2021/8/278连续方程（质量守恒）动量方程（动量守恒）能量方程（能量守恒）状态方程（理想气体）过程方程（定熵、多变）声速方程（当地声速）理论基础p,v,T,h,c,A5-1一元稳定流动的基本方程一元稳定流动：一元：一切参数仅沿流动方向变化稳定：各点一切参数不随时间变化绝热：流过时间较短，忽略热交换可逆：无摩擦，流动过程可逆2021/8/279连续方程微分形式：包含面积、速度、比体积三者关系5-1一元稳定流动的基本方程20

3、21/8/2710能量方程绝热条件稳定流动条件：可逆过程，流体内部无摩擦：动量方程5-1一元稳定流动的基本方程2021/8/2711状态方程理想气体状态方程：过程方程定熵过程(绝热无摩擦)：音速定义理想气体：5-1一元稳定流动的基本方程气体一元稳定流动基本方程：2021/8/2712④状态方程⑤过程方程⑥音速方程①连续性方程②能量方程③动量方程5-2流速与截面积的变化关系2021/8/27131、利用气体压降使气流加速的管道3、根据能量方程：2、根据动量方程：4、理想气体：5、根据定熵过程方程：6、根据连续方程：喷管内参数变化趋势：需要减少变量5-2流速与截面积的变化关系流速与

4、比体积的关系：2021/8/2714当地马赫数，恒为正：5-2流速与截面积的变化关系2021/8/2715马赫数流速当地音速截面积设置：当Ma＜1时：dc＞0→dA＜0，采用渐缩喷管；当Ma＞1时：dc＞0→dA>0，采用渐扩喷管；当流速从Ma＜1→Ma>1：采用前段渐缩和后段渐扩的组合喷管，称为缩放型喷管或拉伐尔喷管。Ma＞1超音速Ma＝1临界音速Ma＜1亚音速5-2流速与截面积的变化关系当地音速变化：由于喷管中气体的焓和温度随着气流速度的提高而降低，所以喷管中气体的声速会随着气流速度的提高而降低2021/8/2716喉部：截面积最小，达到临界速度5-2流速与截面积的变化关系

5、2021/8/2717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Ma<1Ma>1dc>0dc<0喷管dp<012M<1缩放喷管Ma<1转Ma>1缩放扩压管Ma>1转Ma<112M>1M=1M<1M>1扩压管dp>012121212M=15-3气体的流速和流量滞止现象：由于摩擦、撞击等使气体相对于物体的速度降低为零的现象滞止参数：气体速度为零时的各种参数按定熵压缩折算到流速为零时的各种参数2021/8/2718p*,v*T*,h*c*=05-3气体的流速和流量1、流速计算：2021/8/2719可逆、不可逆均适用定熵流动：理想气体（定比热容）：理想气体（定比热容

6、）：5-3气体的流速和流量2、临界流速和临界压力比：气流处于由亚音速向超音速过渡的临界状态，速度等于当地音速，称为临界流速。临界流速处喷管截面上的压力与滞止压力之比称为临界压力比：2021/8/2720气体一定时，临界压力比有确定的数值。5-3气体的流速和流量2021/8/2721单原子气体：κ＝1.67多原子气体：κ＝1.30双原子气体：κ＝1.40由临界压力比和流速的计算式公式，可得到定熵流动时临界流速为5-3气体的流速和流量3、流量和最大流量：2021/8/2722可见，当进口气体状态一定时，气体流量由喉部截面积和喉部压力共同决定。5-3气体的流速和流量最大流量：2021

7、/8/2723假设：求导数：可解得：即喉部截面压力比等于临界压力比时，流量有极大值。最大流量为：5-3气体的流速和流量喷管的设计：根据临界压力比进行喷管选型根据背压选择喷管:pb>pc选择渐缩喷管pb