喷管计算.ppt

华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 20231第五章 气体和蒸汽的流动喷管喷管喷管喷管：气体流经喷管，压力降低，流速提高。如喷气发动机尾喷管、汽轮机静叶喷嘴等。扩压管扩压管扩压管扩压管：气体流经扩压管，流速降低，压力提高。如喷气发动机进气口、汽轮机末级叶栅之后的扩压段等。华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 20232第五章 气体和蒸汽的流动问题：气体流动的基本规律，流动前后的压力条件和流道的几何形状对流动状况的影响。研究的对象：v只研究一元的流动(参数 只在一个方向上变化)；v忽略流动中的摩擦效应(可逆过程)；v只研究稳定流动。华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 202335-1.一维稳定流动的基本方程一、连续性方程(质量守恒方程)质量流量：单位时间内流过设备某横截面的质量对于稳定流动：即：华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 20234单位：华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 20235二、稳定流动的能量方程对于微元过程：对于气体管道流动：则：因此，得一元稳定管道流动的能量方程：华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 20236三、过程方程对于单纯的管道流动过程，无热量和功的交换，忽略过程的不可逆性，则过程为可逆绝热过程(定熵过程)对于理想气体：对于蒸汽，也可以写出但要注意：华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 20237四、音速和马赫数1.音速：声波在连续介质中的传播速度(音速也是热力学状态参数)，单位：m/s，符号：a。即音速是温度T的函数2.马赫数：工质流速和当地音速的比值：华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 202385-2.流体流动状态改变的条件一、压力改变时流速的变化：压力差是形成流体流动和改变流速的决定性因素华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 20239三、流速改变时，所要求的流动截面的变化华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 202310三、流速改变时，所要求的流动截面的变化喷管：使流体加速的通道，缩放喷管(拉瓦尔喷管)华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 2023115-3 绝热滞止参数流体在绝热的条件下速度降低到零，称为绝热滞止。绝热滞止之后的参数，称为滞止参数滞止焓：滞止温度：滞止压力：对于水蒸气，在 h-s 图上表示最为方便。华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 2023125-4.喷管的计算喷管的作用：提高工质的流速，热能转变为运动动能；计算的目的：设计流道或校核流量；已知条件：入口参数：压力p1、温度T1；背压pb：喷管出口外部的压力；设计计算时已知流量，校核计算时已知流道几何条件。一、出口流速的计算通常c1可以忽略不计：华北电力大学(北京)动力系热工教研室24 四月 202313