文档介绍：滞止参数和临界状态参(一)
介绍滞止参数的定义
及其应用
滞止参数的定义
滞止参数的应用
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§3—2 滞止参数和临界状态参数
气流的滞止参数和临界参数是气体力学中常用的重要概念,本次课利用伯努利方程和能量方程的有关知识,来阐明这些概念,并从中引出极限速度和速度系数的概念。
一、气流的滞止参数
按一定的过程将气流速度阻滞到零,此时气流的参数称为滞止参数,又叫总参数。
为了描述流场中一点的状态,可以给出该点气体压力、温度和速度等参数的数值。但是,在工程应用上,往往是给出该点气流的滞止参数(滞止温度、滞止压力等)和数的数值。这是因为运用滞止参数分析或计算问题比较方便,同时滞止参数也比较容易测量。所以滞止参数得到了极其广泛的应用。
(一)总焓和总温

根据一维定常绝能流动的能量方程式
可以知道,流动气体的焓是随气流速度的减少而增大的。当气流速度减小到零,即当气流完全滞止时,焓达到最大值。
气流绝能地滞止到速度为零时。气体的焓称为总焓,气体的温度称为总温,分别用和表示。
根据总焓和总温的定义(参看图2—3—6),即把气流由速度绝能地滞止到零,此时所对应的焓就是总焓,即
或

由于气体的总焓和总温之间只差一个作为倍数的常数Cp,所以只需分析总温的物理概念亦能说明总焓的物理意义了。用Cp通除(2—3-7a)式,得

可见,总温是由两项组成。第一项静温T表示气流所具有的热能(或气体分于热运动的平均动能),第二项
表示气体作宏观运动的动能。所以,总温就表示气体分子热运动和宏观运动的能量之和,也就是代表气流所具有的总能量的大小。总温越高,表示气流的总能量越大。
利用关系式可把总温公式写成

将音速代入上式,得
或
上式表明了气流在任意一种状态下,其总温与气流参数之间的关系。因此,对于管道的任意一个截面的气体,只要知道它的温度、速度或数,就可求出该截面气体的总温和总焓。另外,还可看出,总温与静温之比取决于气流的数,当气流数很小时,

接近于1,气流数较大时, 与T
才有显著的差别。

为了便于分析总温(总焓)的变化规律,首先
引用总焓的概念,( )将能量

方程式加以简化,根据(2-3-15)式

可改写成

这就是总焓的形式的能量方程式。它表明,由于气流与外界交换热量和功的结果,使气流的总温(总焓)发生变化。