讲解第6章 气体流动过程课件.ppt

第6章 气体的流动过程; 流体在管道中流动时与外界的热交换往往可以忽略，也不对外输出轴功，而且常可视为稳态稳流装置。以下本章将主要讨论定比热容理想气体在管道中作绝热稳态稳流时的热力学状态变化与宏观流动状况（流速、流量）变化之间的关系 ;§6.1 稳态稳流的基本方程 ;⑵能量方程 ;——滞止焓 ;⑶过程方程 ;过程方程 ;§6.2 音速和马赫数 ;⑵马赫数;⑴ 流速改变与压力变化的关系 ; 管道中流动气流不作轴功，忽略重力位能变化;喷管;对于亚音速流（M1） ;对于超音速气流（M1）; 气流在缩放喷管的喉部处达到当地音速 ;§6.4 喷管(nozzle)计算 ;①喷管出口速度 ;②初、终状态与流速的关系 ; c2随(P2/P0)的变化关系如图示 ;③临界流速和临界压力比 ;由过程方程 ;临界压力比?cr仅与气体的热容比k有关 ; 临界压力比?cr是喷管中流体流动从亚音速过渡到超音速的转折点; 对给定的定比热容理想气体（k值一定），临界流速ccr仅取决于滞止参数P0、v0，或滞止温度T0;⑵ 流量计算;它们的依变关系如图所示 ;流量随(P2/P0)的变化关系; 在PbPcr的情况下，为了使气流能够充分膨胀实现从亚音速到超音速的过渡，此时应采用缩放喷管;小结 ;⑺渐缩喷管;例6-1（习题8-2 ）进入出口截面面积A2=10cm2的渐缩喷管的空气初参数为P1=2×106Pa、t1=27℃，初速度很小，可以忽略不计。求空气经喷管射出时的速度、流量以及出口截面处空气的状态参数v2、t2。设喷管背压力分别为1.5MPa、1MPa。空气的比热容cp=1.005kJ/(kg?K)，k =1.4。 ; ⑴ 题给第一种情况下，Pb=1.5 MPaPcr，对于渐缩喷管其出口流速应低于临界流速，出口压力等于背压，P2=Pb; ⑵ 题给第二种情况下，Pb=1.0 MPaPcr，喷管出口应为临界状态，这时;例6-2空气流经喷管作定熵流动。已知进口截面上空气参数为P1=0.5MPa、t1=500℃、c1=111.46m/s；出口截面上空气压力为P2=0.10416MPa；质量流率为;⑵ 出口截面上的空气流速;⑸ 喷管内流动情况;§6.5 绝热节流;②节流令流体的压力降低 ;④绝热节流前后流体的焓相等 ;⑶ 节流的温度效应; 流体发生微元节流 ，结果dP0，dh = 0 ; 对于有限节流过程，流体将发生有限的压力降?P，这种情况的温度效应可对焦耳-汤姆逊系数求积获得 ; 令流体从某一状态1(P1,T1)开始进行节流，在足够远的下游测定节流后的流体状态 2(P2,T2); 图中一定焓值范围内的等焓线上各有一温度为极大值的点（例如M）——转回点，对应的温度; 流体节流的结果究竟是产生热效应，还是零效应或冷效应，取决于节流开始时流体处于什么状态，以及节流的深度 ; 对于临界温度tc不太低的实际气体（多数气体如此），如水蒸气，一般情况下节流后温度将下降