气体力学原理.doc

《气体力学原理.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、1气体力学原理目前大部分冶金炉（除电炉外）热能的主要来源是靠燃烧燃料来供给的。燃料燃烧需要供入炉内大量空气，并在炉内产生大量的炉气。高温的炉气是传热的介质，当它将大部分热能传给被加热的物料以后就从炉内排出。气体在炉内的流动，根据流动产生的原因不同，可分为两种：一种叫自由流动，一种叫强制流动。自由流动是由于温度不同所引起各部分气体密度差而产生的流动；强制流动是由于外界的机械作用而引起的气体流动，如鼓风机鼓风产生的压力差。1.1气体的主要物理性质和气体平衡方程式1、气体的主要物理性能液体和气体，由于分子间的空隙比固体大，它们都不能保持一定的形状，因而具有固体所没有的一种性质——

2、流动性。液体和气体统称为流体。由于液体和气体具有流动性，因而它们能将自身重力和所受的外力按原来的大小向各个方向传递，这是气体与液体的共同性。气体和液体又各自具有不同的特性：⑴液体是不可压缩性流体（或称非弹性流体）；气体是可压缩性流体（或称弹性流体）。在研究气体运动时43，应注意气体的体积和密度随温度和压力的变化，此为气体区别于液体的一个显著特性。⑵液体在流动过程中基本不受周围大气的影响；气体在流动过程中受周围大气的影响。气体的主要物理性能如下：⑴气体的温度温标是指衡量温度高低的标尺，它规定了温度的起点（零点）和测量温度的单位。目前国际上常用的温标有摄氏温标和绝对温标两种：a

3、、摄氏温标：在标准大气压下（760mmHg），把纯水的冰点定为零度，沸点定为100度，在冰点与沸点之间等分为100个分格，每一格的刻度就是摄氏温度1度，用符号t表示，其单位符号为℃。b、绝对温标：即热力学温标，又名开尔文温标，用符号T表示，其单位符号为K。这种温标是以气体分子热运动平均动能超于零的温度为起点，定为0K，并以水的三相点温度为基本定点，定为273.16K，于是1K就是水的三相点热力学温度。绝对温标与摄氏温标的关系：T＝273.15+tK气体在运动过程中有温度变化时，气体的平均温度常取为气体的始端温度t1和终端温度t2的算术平均值，即：⑵气体的压力43a、定义：由

4、于气体自身的重力作用和气体内部的分子运动作用，气体内部都具有一定的对外作用力，这个力称为气体的压力。气体压力是气体的一种内力，它是表示气体对外作用力大小的一个物理参数。b、压力的单位在工程单位制即米制中，气体的压力大小有以下三种表示方法：①以单位面积上所受的作用力来表示，例如：公斤/cm2(kgf/cm2）或公斤/m2(kgf/m2)。②用液柱高度来表示：例如米水柱(mH2O)、毫米水柱(mmH2O)和毫米汞柱(mmHg)。③用大气压来表示：大气重量对地球表面上所造成的压力称为大气压力，常用单位是mmHg。大气压力的数值随着所在地区海拔高度的升高而降低。国际上规定：将纬度4

5、5°海平面上测得的全年平均大气压力760mmHg定为一个标准大气压，或者称为物理大气压，它与其它压力单位的换算关系是：1标准大气压(atm)=760mmHg=1.0332kgf/cm2=10332kgf/m2=10332mmH2O工程上为了计算方便，规定1kgf/cm2作为一个工程大气压，简称气压(at)，则：1工程大气压(at)＝1kgf/cm2=10000kgf/m2=10mH2O43=10000mmH2O=735.6mmHg由此可得lmmH2O=1kgf/m2lmmHg=13.6mmH2O在国际单位制中，压力的单位是帕斯卡，简称帕，其代号为Pa。l帕斯卡是指1m2表面

6、上作用1牛顿（N）的力，即：1Pa=lN/m21kPa=1000N/m21MPa=106N/m2米制与国际单位制压力换算关系如下：1标准大气压=1.0332kgf/cm2=101325Pa=101.325kPa=0.101325MPa1工程大气压=l.0kgf/cm2=98060Pa=98.066kPa=0.098066MPa1mH2O=9806.6Pa=9.8066kPa1mmH2O=9.8086Pa≈9.81Pac、气体的压力与温度的关系当一定质量的气体其体积保持不变（即等容过程）时，气体的压力随温度呈直线变化，即：Pt=Po（l+βt）式中：Pt、Po——分别为t℃和

7、0℃时气体的压力；43β——体积不变时气体的压力温度系数。根据实验测定，一切气体的压力温度系数都近似地等于。d、绝对压力和表压力气体的压力有绝对压力和表压力两种表示方法。以真空为起点所计算的气体压力称为绝对压力，通常以符号表示。设备内气体的绝对压力与设备外相同高度的实际大气压的差称为气体的表压力，常以符号表示。表压力和绝对压力的关系为：＝—式中：——设备内气体的绝对压力；——设备外同高度的实际大气压；——设备内气体的表压力。⑴当气体的表压为正值时，称此气体的表压为正压;⑵当气体的表压为负值时，称此气体的表压为负压，