第一章 能量传输12.pptVIP

* * * 第十二讲： 流体的流出 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 掌握获得超音速的条件及喷咀的设计。 第一章 动量传输 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。 第一章 动量传输 1.5.2 可压缩性气体自孔口的流出 密度变化 高压气体流出 ⒈ 音速 压力波、扰动波在一种介质中的传播速度。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： 第一章 动量传输 第一章 动量传输 ⒉ 流速的基本公式： 图1-5-5 P155 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) 第一章 动量传输 (2)代入(1)，积分得：(P：P1?P，w：w1?w) ，则 (3) 特点： P? w?；P1? w? 第一章 动量传输 ⒊ 临界值 在稳定流动条件下，质量流量M为定值，则 (4) ； 说明F(P)有极大值，A有极小值， 即流股有最小截面?临界截面 AkP。 第一章 动量传输 其压力称为临界压力PkP，流速称为临界流速wkP等。 (5) (6) 临界速度就是临界条件下该气体的音速。 压缩性气体流出具有如下特点： ① P1?，w?；P?，w? P1?P0 ② 有临界截面存在，PkP ? 0.5P1 ③ 达到音速的基本条件为：a) P1 = 2P0 b) 收缩管 第一章 动量传输 ⒋ 超音速 ⑴ 马赫数M w?实际流速 wS?相同条件下气体介质中的音速， 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怔和 最小截面的存在。 第一章 动量传输 分析：M1，w?，A?，亚音速的收缩段。 M=1，流股临界点，最小截面。 M1，w?，A?，超音速的扩张段。 拉瓦尔管 ⑵ 获得超音速的条件 ⒌ 压缩性气体流出的计算(设计、校核) 氧枪 高炉喷吹 烧咀 第一章 动量传输 * * *