《气体流动和压缩》PPT课件

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1、第5章气体流动和压缩一元稳定流动——连续方程截面1qm1,v1A1,c1截面2qm2,v2A2,c2任意截面qm,vA,cqm—质量流量,kg/s;v--比体积,m3/kg;c—流速,m/s;A—截面积,m2体积流量=常数（稳定流动时）=常数（连续方程）课堂练习P133：习题5-1v一元稳定流动——能量方程对喷管和扩压管适用于任何工质的绝热稳定流动可逆和不可逆过程都适用一元稳定流动——动量方程pP+dpdFfdxdA由牛顿第二定律动量方程不考虑粘性摩擦其它方程状态方程实际气体：查表求p,v,T理想气体

2、过程方程无摩擦时即定熵过程定熵指数，理想气体，音速方程对理想气体课堂练习P133：习题5-2喷管喷管是利用压力降低使流体增速的管道。喷管流动特点流速高距离短做绝热处理学习要求气流截面变化原因喷管设计和校核计算滞止参数的概念喷管流速与截面变化的关系=常数动量方程音速方程当地声速>0Ma<1(亚音速),喷管渐缩；Ma>1(超音速),喷管渐放??Ma=1思考题教材P132:2.为什么渐放形管道也能使气流加速?渐放形管道也能使液体加速吗?不能使液体加速.液体dv=0,不能导出此公式.如果将Ma<1的亚音速气流增

3、速到Ma>1的超音速气流该怎么办???喉部临界流速缩放喷管拉伐尔喷管瑞典人拉伐尔1883年在蒸汽涡轮机上应用的喷管。扩压管扩压管的目的是是气体减速(dc<0)提高压力(dp>0).渐扩扩压管渐缩扩压管思考题教材P132:3.在亚音速和超音速气流中,下列3种管道适宜做喷管还是扩压管?比较喷管Ma<1,喷管渐缩Ma>1,喷管渐放Ma<1→Ma>1扩压管Ma>1,扩压管渐缩Ma<1,扩压管渐放Ma>1→Ma<1第16次课结束气体流经喷管的速度和流量滞止参数：流速为0时的参数；将具有一定速度的气流在定熵下扩压，

4、使其速度降低为0，此时的参数为滞止参数。用“*”表示用途：为方便计算，作为喷管进口的数据。气体由滞止状态进入喷管定比热理想气体适用于绝热流动，任何工质，是否可逆都适用对无摩擦的绝热流动，由动量方程定比热理想气体临界流速（喉部流速）临界压力比单原子气体，双原子气体，多原子气体，过热水蒸气，饱和水蒸气，临界压力比临界流速（喉部流速）流量和最大流量稳定流动，通常按喉部参数计算流量只适用于定熵流动滞止参数滞止焓滞止温度滞止压力滞止比体积喷管背压喷管出口的压力称为背压。p1p2pb渐缩喷管是提速降压的，压力由p1

5、降为p2后喷出，其中p2的最小值为pc（此时速度最大），当出口压力（背压）大于pc时，也就是速度没提到音速，此时p2=pb；当pb

6、0=1.4,cp0=1.005kJ/(kg.K),Rg=0.2871kJ/(kg.K)例题5-1空气理想气体，0=1.4例题5-1若题意为渐缩管而不是缩放管，那么出口流速是多少？？？由于出口截面压力小于临界压力，因此P2=Pc,c2=cc例5-2试设计一喷管,流体为空气,已知P*=0.8MPa,T*=290K,喷管出口压力p2=0.1MPa,流量qm=1kg/s(按定比热理想气体计算,不考虑摩擦)例5-2解:对空气0=1.4,缩放形喷管Why?例5-2出口截面喉部截面例5-2喷管设计为圆形,喉部及出

7、口直径:LDminD2取渐放段锥角为10°理论压气功(可逆过程)指什么功目的：研究耗功，越少越好活塞式压气机的压气过程技术功wt(1)、特别快，来不及换热。(2)、特别慢，热全散走。(3)、实际压气过程是可能的压气过程sTn三种压气过程的参数关系压气机消耗的功活塞式压气机的压缩过程接近多变过程对理想气体的多变压缩,定温压缩及定比热定熵压缩过程,压气机消耗的功计算公式见教材P126.活塞式压气机的余隙影响避免活塞与进排气阀碰撞，留有空隙余隙容积压缩过程排气，状态未变残留气体膨胀进新气，状态未变活塞式压气机

8、的余隙影响活塞排量研究VC对耗功和产气量的影响新气量产气量有效吸气容积余隙容积VC对理论压气功的影响设12和43两过程n相同功＝面积12341＝面积12561－面积43564余隙容积VC对理论压气功的影响余隙对单位产气量耗功不影响余隙容积VC对产气量的影响定义容积效率令余隙比工程上一般＝3%~8%余隙容积VC对产气量的影响讨论：（1）一定，c（2）c和n一定，极限余隙影响例题已知：求（1）有余隙时的排气量和耗功（2）无余隙时的排气量和耗