第九講氣體和蒸汽的流動演示文稿

第九講氣體和蒸汽的流動演示文稿目前一頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點優(yōu)選第九講氣體和蒸汽的流動目前二頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點二、葉輪式壓氣機的工作過程擴壓管葉輪軸目前三頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點§8-1噴管和擴壓管的截面變化規(guī)律流動狀態(tài)分析：流入流出目前四頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點1、流體作一元穩(wěn)定流動：工質(zhì)在流動過程中，其狀態(tài)參數(shù)和流速只沿流動方向變化；且任一點的狀態(tài)參數(shù)和流速都不隨時間而變化。2、可逆絕熱過程：流體流過管道的時間很短，與外界換熱很小，可視為絕熱；不計管道摩擦。目前五頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點一、氣流流通截面變化率方程：由一元穩(wěn)定流動的連續(xù)性方程：兩邊取對數(shù)，并求微分，得到：目前六頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點—

氣體流通截面變化率方程進一步有：適用范圍：理想氣體、實際氣體，可逆過程、不可逆過程目前七頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點對于噴管：，的符號與同號。對于擴壓管：，的符號與

的符號相反。目前八頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點因此，要得到噴管和擴壓管的變化規(guī)律，關(guān)鍵問題是要找出目前九頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點(1)可逆流動方程：2、比體積變化率與流速變化率之比目前十頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點對于噴管和擴壓管：(2)理想氣體絕熱過程方程：兩邊取對數(shù)并進行微分：因此：目前十一頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點在氣態(tài)物質(zhì)中，音速可認為是小擾動的傳播適用范圍：氣體、蒸汽(3)馬赫數(shù)的引入目前十二頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點由理想氣體絕熱過程方程：得到：其中目前十三頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點工質(zhì)流速與當?shù)匾羲僦确Q為馬赫數(shù)：亞音速流動臨界流動超音速流動目前十四頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點因此：氣流流通截面變化率方程可寫為：適用范圍：氣體、蒸汽的流動目前十五頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點二、噴管截面變化規(guī)律對于噴管：1.噴管進口流速為亞音速時目前十六頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點2.噴管進口流速為超音速時目前十七頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點3.氣流從亞音速增加到超音速氣流速度小于當?shù)匾羲贂r，噴管截面積逐漸減??；當氣流速度大于當?shù)匾羲贂r，截面積逐漸增大。在喉口處，Ma=1，流速等于當?shù)匾羲?，為臨界流動。目前十八頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點三、擴壓管截面變化規(guī)律對于擴壓管：1.進口流速為亞音速時即亞音速擴壓管截面積應逐漸增大目前十九頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點2.進口流速為超音速時即超音速擴壓管截面積應逐漸減小目前二十頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點3.氣流從超音速一直降低到亞音速氣流速度從超音速一直減到亞音速，擴壓管截面積應先減小再增大，形成縮放型。在喉口處，Ma=1，流速等于當?shù)匾羲?，為臨界流動。目前二十一頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點§8-2氣體和蒸汽在噴管中的流速和質(zhì)量流量一、流速由開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動能量方程：在噴管中做絕熱流動適用范圍：任意工質(zhì)的可逆或不可逆絕熱過程目前二十二頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點對于理想氣體適用范圍：理想氣體的可逆或不可逆絕熱過程由邁耶公式目前二十三頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點二、臨界速度和臨界壓力比臨界截面：在沿噴管的可逆絕熱流動中，氣流速度等于當?shù)匾羲俚慕孛妗ＥR界壓力比β：臨界壓力與進口壓力的比值。臨界參數(shù)：臨界截面上的參數(shù)稱為臨界參數(shù)，以下標`cr`表示，如pcr、Tcr、wg,cr。目前二十四頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點臨界截面上流動速度為當?shù)匾羲賑，因此有：理想氣體可逆絕熱過程：目前二十五頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點工質(zhì)類型kβcr單原子氣體1.670.487雙原子氣體1.400.528三原子氣體1.300.546過熱水蒸汽1.300.546飽和水蒸汽1.1350.577目前二十六頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點臨界壓力比是非常重要的參數(shù)，根據(jù)它可以計算出氣流的壓力下降到多少時，流速等于當?shù)匾羲?，還是將氣流劃分為亞音速或超音速流動的分界線，目前二十七頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點對于漸縮噴管當背壓大于pcr時，流動為亞音速，隨著背壓降低，出口流速逐漸增大，壓力p2始終與背壓相等，當背壓等于臨界壓力時，出口流速達到音速，進一步降低背壓，出口壓力仍等于臨界壓力pcr，出口流速不會超過音速，如需獲得超音速氣流，必須使用漸擴噴管。目前二十八頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點三、質(zhì)量流量一元穩(wěn)定流動，噴管中各個截面上的質(zhì)量流量相等。通常以最小截面上的參數(shù)計算。對于漸縮噴管，出口截面最小目前二十九頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點目前三十頁\總數(shù)三十二頁\編于十七點特點：節(jié)流前后工質(zhì)的動能變化與焓的數(shù)值相比可忽略不計，工質(zhì)流經(jīng)小孔時流速較大，來不及與外界進行熱交換?！?-3氣體和蒸汽的絕熱節(jié)流其能量關(guān)系式為：節(jié)流過程有強烈的不可逆因素,s2>s1目前三十一頁\