文档介绍：第八章气体与蒸汽的流动
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基本涵义;
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:
主要研究流体流过变截面短管(喷管和扩压管)时,其热力状态、流速与截面积之间的变化规律。
基本要求
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:
8-1 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2-2,两截面的质量流量分别为qm1、qm2,流速cf 1、cf 2,比体积为v1和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),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;
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。
结论:
二、稳定流动能量方程式
由流动能量方程:
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。
1、气体动能的增加等于气流的焓降
2、任一截面上工质的焓与其动能之和保持定值,把两者之和定义为一个参数:总焓或滞止焓h0
结论:
气体在绝热流动过程中,因受到某种阻碍流速降为零的过程。
在绝热滞止时的温度和压力称为滞止温度T0和滞止压力p0。若过程为定熵滞止过程:
绝热滞止过程: