气体和蒸汽的流动.ppt
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1、气体和蒸汽的流动现在学习的是第1页,共20页1。熟练掌握喷管和扩压管的截面变化规律。熟练掌握喷管和扩压管的截面变化规律2。熟练掌握气体和蒸汽在喷管中的流速和质量。熟练掌握气体和蒸汽在喷管中的流速和质量 流量流量3。掌握气体和蒸汽的绝热节流。掌握气体和蒸汽的绝热节流基本要求基本要求:现在学习的是第2页,共20页 气体作一元稳定、可逆、绝热流动气体作一元稳定、可逆、绝热流动应满足:四个方程应满足:四个方程 连续性方程、可逆流动方程、可逆绝热方程、音速方程连续性方程、可逆流动方程、可逆绝热方程、音速方程常数vwAqgmggsdwwvdpw 0pdpkvdv1spc)(1、连续性方程2、可逆流动方程3
2、、可逆绝热方程4、音速方程cvpkkpvc 第一节第一节 喷管和扩压管的截面变化规律喷管和扩压管的截面变化规律一、气流流通截面变化率方程一、气流流通截面变化率方程ggawdwMAdA)1(2最终推导得:最终推导得:现在学习的是第3页,共20页图8-1 喷管截面形状Ma10gdw二、喷管截面的变化规律二、喷管截面的变化规律1、当喷管的进口流速为亚音速,Ma2-1为负值,喷管是渐缩型的。ggawdwMAdA)1(22、当喷管的进口流速为超音速,Ma2-1为正值,喷管是渐放型的。3、当气流由亚音速增加到超音速喷管应是缩放型的。该喷管又称为拉伐尔喷管,最小截面处的流动为临界流动。M1M1Ma=1渐缩喷
3、管不能获得超音速气流渐缩喷管不能获得超音速气流现在学习的是第4页,共20页三、扩压管的截面变化规律三、扩压管的截面变化规律 1、当扩压管的进口流速为亚音速,扩压管是渐放型的。2、当扩压管的进口流速为超音速,扩压管是渐缩型的。3、当气流由超音速减到亚音时,扩压管应是缩放型的。最小截面处的流动为临界流动。Ma1Ma1Ma1图8-2 扩压管截面形状 Ma1Ma1ggawdwMAdA)1(20gdw现在学习的是第5页,共20页一、流速一、流速 将开口系统稳定流动能量方程应用于喷管:sggwwwhhq)(2122121222112)(2ggwhhwhhhwwwggg2)(221221第二节第二节 气体和
4、蒸汽在喷管中的流速和质量流量气体和蒸汽在喷管中的流速和质量流量)(200212212hhwwwqggs,焓值单位为焓值单位为J/kg,速度单位为,速度单位为m/s;该式适用于;该式适用于任意工质任意工质的的任意任意绝热过程绝热过程。现在学习的是第6页,共20页)(2121TTchhp)(2212TTcwpgRccvpvpcck)1(12)(12121212TTRTkkTTRkkwg对于理想气体Rkkcp1 适用于适用于理想气体理想气体的可逆或不可逆绝热过程。的可逆或不可逆绝热过程。现在学习的是第7页,共20页kkgppvpkkw11211)(1122kkppTT11212)(如为理想气体可逆绝
5、热流动:适用于适用于理想气体理想气体的的可逆可逆绝热过程绝热过程111max1212RTkkvpkkwg当 p2/p1=0,即出口处为真空时,出口流速达到最大当 p2/p1=1时,即进出口没有压差时,流速为零。现在学习的是第8页,共20页crkkcrkRTppRTkk111)(112kkcrkkcrcrkppkTT1111112)(112理想气体绝热过程kkcrkkcrcrPPTT1111)(cwcrg,二、临界速度和临界压力比二、临界速度和临界压力比 沿喷管的可逆绝热流动中,气流速度等于当地音速的截面称为“临界截临界截面面”。临界截面上的温度、压力、速度分别称为临界温度临界温度、临界压力临界
6、压力、临界速度临界速度。Tcr、Pcr 、Wg,cr临界压力与进口压力之比称为“临界压力比临界压力比”1ppcrcr现在学习的是第9页,共20页kkcrkkcrk111121)12(kkcrk 临界压力比临界压力比 cr 仅与气体的种类有关,适用于仅与气体的种类有关,适用于理想气体理想气体和和水蒸汽水蒸汽。水蒸汽的水蒸汽的k值取经验数值。值取经验数值。单原子气体 k=1.67 cr 0.487双原子气体 k=1.40 cr 0.528三原子气体 k=1.30 cr 0.546过热水蒸汽 k=1.30 cr 0.546饱和水蒸汽 k=1.135 cr 0.577现在学习的是第10页,共20页 c
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