热工基础-05第五章 热工基础的应用.ppt

文档介绍：第五章热工基础的应用
第一节喷管和扩压管
本章研究气体和蒸气在变截面短管内的流动。最后获得
喷管和扩压管的流动规律.
先分析可逆流动,然后对不可逆过程进行修正。
流动为一元流动。
先分析理想气体过程,再分析蒸气过程。
一稳定流动的基本方程式
1、质量守恒方程
1
1
2
2
对上式进行微分得
2、能量守恒方程
对于稳定流动过程有
对于变截面短管内的流动有
对于微元过程有
可逆时
(5---1b)
流动过程中, 当 c = 0 的点称为滞止点,相应的参数称为滞止参数。
对于理想气体有
0
1
T
s
3、过程方程
对于理想气体可逆过程
微分后得
4、状态方程
5、声速和马赫数
由物理学可知,声音在介质中传播的速度为
对于理想气体定熵过程
所以
马赫数定义为
当 M < 1 时亚声速流动
当 M > 1 时超声速流动
当 M = 1 时声速流动
二流动的特征方程
由能中方程
可得
(力学条件)
或
上式两边同除于 c2, 并对方程右边分子和分母同乘以κp得:
由过程方程式
得
将上式代入质量守恒方程
得
上式称为流动的特征方程。
(5---1b)
分析特征方程
1、当沿流动方向定熵膨胀,压力降低,流速增加时;
即(T↓、p ↓、c↑)(dc > 0 喷管)
当M < 1时,dA < 0, 气流截面收缩;
当M = 1时,dA = 0, 气流截面收至最小;
当M > 1时,dA > 0, 气流截面扩张;
M < 1
M ≤ 1
dA < 0渐缩
M > 1
M ≥ 1
dA > 0渐扩
M < 1
M = 1
M > 1
dA < 0
dA > 0
dA = 0
缩放
2、当沿流动方向定熵压缩,流速减小,压力上升时; 即(T↑、P ↑、C↓)(DC < 0 ,DP > 0 扩压管)
M > 1
M ≥ 1
dA < 0渐缩
M < 1
M ≤ 1
dA > 0渐扩
M > 1
M = 1
M< 1
dA < 0
dA > 0
dA = 0
缩放