安工大冶金传输原理教案06可压缩气体的流动

动，并产生微小的压力增量dP，向左运动的气体又推动它左侧的气体xa向波面，压强为P，密度ρ,又以（a-dV）速度离开波面，压力P+dP，密度ρ+dρ,则由ρ*a*A=(ρ+dρ)*（a-dV）*AdV=（a/ρ)*dρ2 =(ρ×长度×A/时间）×（a-dV-a）整理得：dVdP或在这一过程中，由于被扰动的气体压强和温度变化很小，因此接近于可逆过程，传播的快，温度差=0，又是绝热，所以这一过程既绝热又可逆，因此是等熵的，所以确切所以：dkRT音速a（6-1）上式中：绝热指数K气体常数R=CP_CV；3热焓i=CPT每kg气体所含的热能；对于空气：K=1.4,R=287J/kg.K；对过热水蒸气：K=1.33,R=461J/kg.K；R=8313/M（m2/s2.K）aV a马赫数M（6-2）a4P=ρRT对于等温过程常数，对于绝热过程常数（6-5）（6-6）RTln（6-9） 2P ρCVT——表示单位质量气体所具有的内能。5由热力学第一定律：体系从外界所得的热量，一部分用于内能的升高，一部分对外做di+VdV=0（6-11）从能量方程（6-11）积分也可得到（6-10）式，故（6-10）式是积分形式的能量守恒综上所述：一元稳定等熵流动的独立基本方程有P=ρRT管子任一截面，都具有确定的流动参数和状态参数，设想通过某种方式使其速在流动中某一截面上的速度=0，则该截面上的其它参数被称为滞止参从方程（2）得：const代入（3）中，得T0=cons6*=a*0又因a0=const所以a*=const或（6-12）7（6-14）例6-1输送氩气的管路中装有一毕托管，测得某点的全压为158kN/m2,静压为104kN/m2,管中气体温度为20℃,求流速：解1）查表氩气的R=208J/kg.K,K=1.67气体密度kg/m3得8（1）M＜1即V＜a，此时（1-M209即：速度提高↗,气体要在截面逐渐变小的管道里流动A↘,压力减小↘。（2）M＞1即V＞a，此时（1-M20即：速度提高↗,气体要在截面逐渐变大的管道里流动A↗,压力减小↘。：，PP0k 01如果是空气或O2（k=1.4）得到:*TP0P P0ooP0T00V0=0A0eO出口1e0k但气流在喷管外急剧膨胀，使压强管内的PG=ρ2A2V2(kg/s)（6-17）Gmax=Akg/s（6-20）（6-21）由喉部条件算出流量后，如喷管出口的P2值一定，可按公式（6-19）计算A2；如喷管大于某一极限值P2m，激波将进到喉部，喉部不再能保持临界流速，整个喷管内为亚音速气例6-1空气缸中的绝对压强p0=700kN/m2,t0=40℃,通过一喉部直径d=25mm的dd42p2p0ρ0K2KK-1P2p0K-1K|2p2p0ρ0K2KK-1P2p0K-1K|=3|0.286-3d2第六节激波超音速气流过渡为亚音速时，有一气流参数跃变的间断面，称为激波。气流经过激波Vp2_pp1（6-25）对于与气流方向的夹角为α（称波面角）的斜激波，如图，激波前后与波面平行的切ααVcosα=V2cos(α_θ)（6-27）例题（2）对应的滞止音速3）对应的最大可能速度。例6-3某气体管流，其进口状态为p1=2.45bar,t1=26.5℃,M1=1.4=1000cm2上的M1=0.3，在下游截面A2要求达到M2=3.0，试确定：大出口背压2）背压分别为pb=0,200,300kPa条件下的流量3）使喷管气体由亚音速膨胀到超音速所对应的背压pb。解1）堵塞现象发生在喉部开始达到声速，即Mt=1，而喉部下游又恢复为亚音速。