流体的流出-广西现代职业技术学院.DOC

第 12 次课 课题：流体的流出（2学时） 一、本课的基本要求 掌握不可压缩流体自孔口流出的特点。 会计算容器内定量液体的流空时间。 会计算炉门的溢气量。 二、本课的重点、难点 重点：不可压缩流体自孔口流出的特点。 难点：不可压缩流体自薄壁孔口和圆柱形管咀流出时的速度、流量关系。 三、作业 习题P78 5-13 5-15 思考题：不可压缩流体的流出特点？ 四、教参及教具 《动量、热量、质量传输原理》 高家锐主编 重庆大学出版社 图5-1 图5-2 图5-3 图5-5 第5章 流体的流出 目的：确定流速v、流量qv及其他相关参数。 方法：利用伯努利方程。 5. 1 不可压缩流体自孔口的流出 液体及不可压缩气体(压力变化较小) ⒈ 气体自孔口的流出 图5-1 P65 列1-2截面处的伯努利方程式： ① 水平流动： ② ③ m/s (速度系数 特点： 令 流股收缩系数 m3/s (流量系数。 ( ( ( L(3.5~4.0)d 0.98 0.63 0.62 薄壁孔口 L(3.5~4.0)d 0.82 1.0 0.82 圆柱形管咀 思考：不可压缩流体自薄壁孔口和圆柱形管咀流出时的速度、流量关系？ ⒉ 液体自孔口的流出 图5-2 P66 列o-c截面的伯努利方程或根据 （因p2= p0） m/s m3/s 5. 2 液体自容器底部孔口的流出 ⒈ 液面高度不变时的流出速度 列1-2截面的伯努利方程：图5-5 P68 ① ② ③ ④ m/s ( 流出系数 ⒉ 定量液体的流空时间 液体流过截面为A2的小孔的质量为 (液面下降dH) (： 0((，H：H0(0 s 气体自容器开口流出（炉门溢气） 炉内热气体密度炉外大气密度，炉内气体压力等于炉外气体压力的位置为零压线。 零压线位于炉门底：炉内气体溢出；零压线位于炉门顶：炉外气体流入。 气体溢出量：设炉门高为H，宽为B，在高度Z处取薄层dz，其面积为Bdz。炉内外气体压力差为： 通过Bdz截面气体的溢出量为 qv： 0( qv，Z： 0(H积分 m3/s 零压线位于炉门顶？炉内气体压力小于炉外气体压力，炉外气体向炉内流动，且 m3/s 窑炉操作：微正压操作？ 第 13 次课 课题：流体的流出（2学时） 一、本课的基本要求 ⒈ 了解可压缩性气体自孔口流出的流速公式。 ⒉ 掌握可压缩性气体的流出特点。 ⒊ 掌握获得超声速的条件及喷咀的设计。 二、本课的重点、难点 重点：可压缩气体的流出特点，喷咀的设计。 难点：流股断面特征分析。 三、作业 习题P78 5-16 5-17 四、教参及教具 《动量、热量、质量传输原理》 高家锐主编 重庆大学出版社 图5-6 5.3 可压缩性气体自孔口的流出 密度变化 高压气体流出 ⒈ 声速 压力波、扰动波在介质中的传播速度。举例：讲课时声音的传播速度，声波在空气中的传播速度。 根据物理学概念： 气体绝热过程： 理想气体状态方程： ( 说明：介质中的声速不仅取决于介质的种类，而且与介质的当地温度有关。 ⒉ 流速的基本公式： 图5-6 P70 在不计流出过程中阻力损失的情况下，压缩性气体的伯努利微分方程式： 对水平流动 (1) 由于流出速度很高，流股来不及与周围介质进行热交换，可视为绝热过程，其状态方程为 (2) (2)代入(1)，积分得：(P：P1(P，v：v1(v) ，，则 (3) 特点： P( v(；P1( v( ： ⒊ 临界值 在稳定流动条件下，质量流量qm为定值，则 ( (4) 设 ； ，说明F(Px)有极大值，Ax有极小值，即流股有最小截面(临界截面AkP。其压力称为临界压力PkP，流速称为临界流速vkP等。 (5) (6) 说明：临界速度就是临界条件下该气体介质中的声速。 压缩性气体流出具有如下特点： ① P1(，v(；P(，v( P1(P0 ② 有临界截面存在，PkP ( 0.5P1 ③ 达到声速的基本条件为：a) P1 = 2P0 b) 收缩管 ⒋ 超声速 ⑴ 马赫数Ma v(实际流速 vS(相同条件下气体介质中的声速，。 根据马赫数的概念，可说明压缩性气体流出时流股截面的变化特征和最小截面的存在。 分析：Ma1，v(，A(，亚声速的收缩段。 Ma=1，流股临界点，最小截面。 Ma1，v(，A(，超声速的扩