版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
1、第七章 气体与蒸汽的流动,主要研究内容:气体和蒸汽在流动过程中的能量传递与转换规律。 工程应用举例: 1、喷管(重点) 涡轮机械:高温高压气体流经喷管后流速升高,然后进入涡轮机冲击叶轮旋转,输出机械功; 喷气式飞行器:利用尾部喷管高速气流的反作用力推进飞行器; 射流设备:消防设备、射流风机等。,2、扩压管 叶轮式压气机:涡轮机流出的高速气流经扩压管将动能转换为压能。,冲压式喷气推进机:前方扩压管、尾部喷管(气流经扩压管进入燃烧室,燃气进入尾部喷管)速度足够高时不需燃料,但不能自行起飞。 3、绝热节流 制冷装置:节流阀 管路中的减压阀、调节阀或流道截面突然变化等情况。,重点研究内容:研究气体在喷
2、管中的流动规律。,两种常用喷管的形状:,一、 连续性方程(对流道中任意截面),简化模型: 一维、定熵(可逆、绝热)、稳定流动,(1),71 一维稳定流动基本方程,二、(定熵)过程方程,pvconst,微分整理, 得:,(2),对液体:dv = 0,其喷管只能是渐缩喷管,c当地音速,注:理想气体为绝热指数(cp/cV), 蒸气为经验值,微分得:,三、稳流能量方程,简化条件:,将简化条件代入式(3)得:,q = 0,(普遍适用)(3),(可逆) (4),(5) (任意工质和过程),由(5)式还可推得在喷管任意截面处,有:, 动能的增量 = 焓降=技术功,h* 为气体绝热滞止时的焓,滞止时的温度和压
3、力用 T* 和 p* 表示。 T* 和 p*的计算式见 P.115 式(7.26)和(7.27)(改),理想气体实际滞止与定熵滞止温度相同(焓相同),但压力小于定熵滞止压力(有熵产)。,滞止过程(c0、T、p):cT,p,式(5)的微分表达式为:,由(6)得:,p c(喷管),反之 p c(扩压管),(思考:式(6)的使用条件),(能量转换),理想气体的音速:,1. 当地音速: 流体处于某一状态下的音速。,四、音速方程,马赫数 Ma=c /ca,气体音速 ca (a) :,不同截面(状态)ca不同.,Ma 1:超音速;Ma1:音速;Ma 1:亚音速。,一、气体流速与管道截面积的关系截面方程,由
4、,截面方程 P.112(7.18),7-2 气体流速与管道截面积的关系,分析:,喷管沿程 dc 0,根据截面方程,在 Ma 1 区间,dA 0;,在 Ma 1 区间(较少),dA 0; 扩压管与喷管正好相反。 在 Ma1 处,dA0,即在 cca 处,dA0。 液体例外:喷管渐缩;扩压管渐扩。,一、出口流速,73 喷管中流速及流量的计算,(以上公式使用条件:任意工质、任意过程),通常c1 c2,当c1 50 m/s 时, c1可忽略不计, 则,c2 与工质性质、进口处的状态参数及压力比有关。,对于水蒸气,可查水蒸气表或图得 h1、h2。 在定熵条件下,若工质为理想气体,可进一步化为,对于理想气
5、体,二、 临界流速、临界压力比,1. 定义:,临界压力比:,当 c1 50 m/s 时,不能忽略 c1 的影响,此时 前面计算流速公式中用 h0 代替 h1 。,临界流速: ccr= ca (当地音速),由,可推得,2. 临界压力比的取值(仅取决于气体的热力性质),单原子气:1.67,= 0.487,双原子气:=1.4,= 0.528,多原子气:=1.3,= 0.546,对于蒸汽,仅是一经验数据,有,过热蒸气:=1.3 ,= 0.546 ; 干饱和蒸气:=1.135 ,= 0.577 ; 湿蒸气:=1.035 + 0.1x,理想气体:,在喷管设计中,是选择喷管外形的重要依据。,时,选渐缩形喷管
6、;,三、 喷管的选型原则(气体)节能:,喷管的设计工况:,设 c1 ca,则当 1)c2 ca 时,,2)c2 ca 时,,式中 pb喷管出口处外界压力(背压),p2出口截面上压力。,时,选缩放形喷管。,四、 流量 的计算,对渐缩喷管, 将 c2、v2 (理想气体)计算式代入得:,结论:采用渐缩形喷管只能获得亚音速和音速气流,要想获得超音速气流,必须采用缩放形喷管。,流量随压比的变化曲线见P.115 图7.3,当,最大流量以压比为自变量求极值,求得:,或,分析:对渐缩喷管 当 pbpcr 时:,上述两种情况, 无论 pb 如何降低, 流速和流量均不再变化。 当 pbpcr 时:,当,时:,对缩放喷管,质量流量与压比的关系见P.115 图7.3 其中右边抛物线实线段是渐缩喷管的流量变化规律, 左边水平实线段是缩放喷管的流量, 恒等于最大流量。,此时,pb 降低, 流速和流量均增大。,五、蒸气的流动特点(小结) 1、过程方程中值不同,为经验值,不具有比热比的含义; 2、临界压力比计算公式同理想气体,只需代入蒸汽的值即可; 3、能量方程(计算流速)中h值应查蒸气表或图。,二、 能量方程,节流前后焓相等。,74 绝热节流,一、绝热节流现象,,,,,二、 各种参数
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2025秋国开《思想道德与法治》终考任务试卷1大作业答案
- 2026年铜仁市烟草专卖局人员招聘考试模拟试题及详细答案解析
- 高三数学一轮复习:一元三次函数图像与性质教学设计
- 小学三年级音乐“我们的连队好”情境演唱教学设计
- 2026年中国石油北京销售分公司人员招聘考试参考题库及详细答案解析
- 2026年陕西建工集团有限公司人员招聘考试备考题库及详细答案解析
- 2025浙江大学人才派遣员工招聘备考试题有完整答案详解
- 高三地理微专题教学设计:飞地经济区位逻辑与高考应对策略
- 2026不动产登记代理实务第六套考点强化测试卷(含答案)
- 2026版中医外科常见病诊疗指南考试试卷试题及答案
- 消防工程竣工验收评估报告
- 自考00688设计概论高频考点重点
- 2026年部编版新教材道德与法治五年级上册第一单元检测题(含答案)
- 口腔诊所诊疗服务规范
- Unit 2 My feelings(单元自测基础卷)A4版英语人教PEP版五年级上册2026秋
- 第9课《谈骨气》课件
- 2025年行政检察业务竞赛真题及答案
- 荷马史诗《奥德赛》:英雄的归乡与人性的光辉
- 广东省医师变更执业注册申请审核表
- 直播间话术顺口溜词语大全
- 清真寺门卫责任制度
评论
0/150
提交评论