工程流体力学 第六章 气体的一维定常流动 PPT.pptVIP

工程流体力学 第六章 气体的一维定常流动 第一节 气体一维流动的基本概念 气体的状态方程 比定容热容和比定压热容 热力学温度 流体的内能 熵 比定容热容 比定压热容 两者的关系 热力学过程 等温过程 绝热过程 等熵过程 常数 或者 常数 声速和马赫数 声速是微弱扰动波在弹性介质中的传播速度 活塞以微小的速度dv向右运动,产生一道微弱压缩波,流动是非定常的 选用与微弱扰动波一起运动的相对坐标系作为参考坐标系,流动转化成定常的了 第一节 气体一维流动的基本概念 由连续方程 略去二阶微量 (1) 由动量方程 (2) 由（1）、（2）得 流体的体积模量 代入声速公式得 声速公式 由等熵过程关系式以及状态方程可得 代入声速公式得 第一节 气体一维流动的基本概念 马赫数 流体流动速度和当地声速的比值 对于完全气体 马赫数通常还用来划分气体的流动状态 Ma＜1 Ma=1 Ma＞1 亚声速流 声速流 超声速流 空气 空气中的声速 声速的大小与流动介质的压缩性大小有关,流体越容易压缩,其中的声速越小,反之就越大 第一节 气体一维流动的基本概念 第四节 气流的三种状态和速度系数 滞止状态 ： 气流速度等熵地滞止到零这时的参数称为滞止参数 气体一维定常绝能流的制止焓是个常数 得 据等熵关系式 总静参数比 考虑气体的压缩性与否及会带来多大误差 压缩性因子 或者 极限状态 气流膨胀到完全真空所能达到的最大速度 极限速度 能量方程的另一种形式 第四节 气流的三种状态和速度系数 临界状态 ：在某一点上气流速度等于当地声速的状态 或者 临界速度 令Ma=1 则总静参数比公式变成 第四节 气流的三种状态和速度系数 速度系数 气流速度与临界声速的比值 当v=vmax时 M*与Ma的关系 总静参数比用速度系数表示 第四节 气流的三种状态和速度系数 第五节 气流参数和通道截面之间的关系 设无粘性的完全气体沿微元流管作定常流动,在该流管的微元距离dx上,气体 流速由v变为vdx,压强由p变为p+dp,质量力可以不计,应用牛顿第二定律 同除以压强整理，并引入声速公式 对等熵过程关系式取对数后微分有 对完全气体状态方程取对数后微分 联立得 第五节 气流参数和通道截面之间的关系 第六节 喷管流动的计算和分析 收缩喷管 列容器内虚线面上和喷管出口的能量方程 得 质量流量 整理得 喷管出口气流达临界状态Ma=M*=1时 此时 根据环境压强的变化对收缩喷管的工况作以下分析 第六节 喷管流动的计算和分析 解 根据以上两式可以算得 由于出口环境背压 ,喷管出口气流为临界状态,所以 第六节 喷管流动的计算和分析 缩放喷管 流量 由连续方程求得 整理成 第六节 喷管流动的计算和分析 解： 查表1,水蒸气的 由温度比和压强比公式计算得 根据上式可以算得 由于出口环境背压 ,故可以采用缩放喷管 由状态方程 得喷管喉部面积 第六节 喷管流动的计算和分析