工程热力学 第七章 气体与蒸汽的流动（2010）.ppt

文档介绍：第七章
气体与蒸汽的流动
工程中有许多流动问题需考虑宏观动能和位能,特别是喷管、扩压管及节流阀内流动过程的能量转换情况。
1、掌握定熵稳定流动的基本方程;
2、理解促使流速改变的力学条件和几何条件的涵义;
3、掌握喷管中气体流速、流量的计算,会进行喷管外
形的选择和尺寸的计算;
4、掌握滞止焓、临界参数等基本概念和相关计算。
研究内容:
1、主要研究气体流过变截面短管(喷管和扩压管)
时,气流参数变化与截面积的关系;
2、主要研究流动过程中气体能量传递和转化问题;
3、简要讨论绝热节流过程。
基本要求:
怎么掌握这些知识呢?
1、沿流动方向上的一维问题:取同一截面上某参数的平均值作为该截面上各点该参数的值。
2、可逆绝热过程:流体流过管道的时间很短,与外界换热很小,可视为绝热,另外,不计管道摩擦。
稳定流动:
流体在流经空间任何一点时,其全部参数都不随时间而变化的流动过程。
简化假设:
§7-1 稳定流动的基本方程式
一、连续性方程
稳定流动中,任一截面的所有参数均不随时间而变,故流经一定截面的质量流量应为定值,不随时间而变。
如图取截面1-1和2-2,两截面的参数为
质量流量:qm1、qm2
流速: cf 1、cf 2
比体积: v1 、 v2
截面积: A1、A2
根据质量守恒定律:
微分:
以上两式为稳定流动的连续方程式。它描述了流道内的流速、比体积和截面积之间的关系。普遍适用于稳定流动过程。
1)对于不可压流体(dv = 0, dρ= 0 ),如液体等,流体速度的改变取决于截面的改变,截面积A与流速cf成反比;
结论:
2)对于气体等可压流,流速的变化取决于截面和比体积的综合变化。
对于不可压流体
对于可压流体
二、稳定流动能量方程式
由热焓方程:
不计位能,无轴功,绝热,则:
微分上式:
喷管内流动的能量变化基本关系式。