流体力学基础解析.ppt

? ? p = F/A F = 0 p = 0 F↑ p↑ F↓ p↓ 结论：液压系统的工作压力取决于负载， 并且 随着负载的变化而变化。 多变状态过程 在没有任何制约条件下一定质量气体所进行的状态变化过程，称为多变过程。严格地讲，气体状态变化过程大多属于多变过程；等容、等压、等温、绝热这四种变化过程是多变过程的特例。 多变过程状态方程： pvn=常数 p1v1n= p2v2n 或 式中 n—多变指数；对于空 气，1.4n1，在研究气缸的起动和 活塞运动速度时，可取n=1.2~1.25 。 第四节 气体状态方程 气体状态变化过程 单位质量气体所做的功W为： 例1-8 由空气压缩机向气罐充气，使罐内绝对压力由p1=0.1MPa升高到p2=0.265MPa，罐内空气温度从室温t1=15℃上升为t2。充气结束后，罐内温度又渐渐降至室温。空气压力变成p’2。已知气源温度ts=15℃，试求t2和p’2值 。 解 此为一个复杂的状态变化过程，解题时可先视为绝热充气过程，再看作等容降温过程 。 1）由绝热过程状态方程式（1-57）得 所以 t2 =T2 -237℃=（380.5-237）℃=107.5℃ 第四节 气体状态方程 2）充气结束后为等容降温过程，罐内气体的温度由T’1=380.5K降到T’2=（15+273）K，压力从p’1=0.265MPa降至p’2，根据等容过程状态方程式（1-48），则有 例1-8 由空气压缩机向气罐充气，使罐内绝对压力由p1=0.1MPa升高到p2=0.265MPa，罐内空气温度从室温t1=15℃上升为t2。充气结束后，罐内温度又渐渐降至室温。空气压力变成p’2。已知气源温度ts=15℃，试求t2和p’2值 。 第四节 气体状态方程 解 此为一个复杂的状态变化过程，解题时可先视为绝热充气过程，再看作等容降温过程 。 当气体流速较高（v＞5m/s）时，气体的可压缩性对流体运动产生较大影响, 这种情况下的气体流动基本方程 。 气体流动基本方程 第四节 气体状态方程 可压缩气体的流量方程 根据质量守恒定律，气体在管道内作恒定流动时，单位时间内流过管道任一通流截面的气体质量都相等: 式中 ρ1、ρ2—截面1、2处气体的密度； A1、A2—截面1、2的面积； v1、v2—截面1、2处气体的平均流速 。 第四节 气体状态方程 气体流动基本方程 可压缩气体的流量方程: 可压缩气体的能量方程 若不计能量损失和位能变化（下同），则绝热过程下可压缩气体的能量方程 ： 式中 k—等熵指数。 同理，多变过程下可压缩气体的能量方程： 第四节 气体状态方程 气体流动基本方程 对气体做功时可压缩气体的能量方程 绝热过程下气体的能量方程： 第四节 气体状态方程 气体流动基本方程 多变过程下气体的能量方程： Lκ、Ln—绝热、多变过程中流体机械对单位质量气体做的全功，J/kg 。 若(1-67)和(1-69)去掉 （v22-v21）/2，剩下的是对单位质量气体做的压缩功 。 向定容容器充气 压力为ps、温度为Ts的恒定气源，通过气动元件向容积V一定的容器充气。容器内从p1和T1升高到p2和T2。因充气较快，绝热过程处理。 根据气体状态方程得充气后的温度T2（单位K）： κ—等熵指数，κ=1.4。 第五节 充、放气参数的计算 当气源温度Ts与容器初始温度T1都是室温，即Ts=T1 绝热充气时，无论充气后容器内压力多高，气体温度T2都不会超过气源温度Ts的1.4倍 。 图1-19向容器充气 如果容器充气完毕后，立即关闭气阀，容器内气体温度降至室温T1，容器内的气体压力也下降到一定值，根据气体状态方程有： p—充气后，温度又降到室温时，容器内气体的稳定压力值。 向定容容器充气 第五节 充、放气参数的计算 充气到气源压力所需的时间t（单位为s）： ps—气源的绝对压力，单位为MPa； p1—容器内气体的初始绝对压力，单位为MPa； τ—充气与放气的时间常数，单位为s 。 V—容器的容积，单位为m3； S—