工程热力学第五章气体的流动和压缩.pptVIP

第1页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-1一元稳定流动的基本方程一元流动的定义流动的一切参数仅沿一个方向（可以是弯曲流道的轴线）有显著变化，而在其他两个方向上的变化极小。连续方程qv体积流量：单位时间流过截面的体积qm质量流量：单位时间流过截面的质量第2页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-1一元稳定流动的基本方程能量方程喷管、扩压管流动：无轴功、绝热、

无重力位能变化上式适用于任何工质的绝热稳定流动过程第3页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-1一元稳定流动的基本方程动量方程在流体中沿流动方向取一微元柱体，牛顿第二定律：若不考虑粘性力（摩擦力）第4页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-1一元稳定流动的基本方程其他相关方程状态方程:F（p,v,T）=0过程方程（定熵过程）：pvκ=常数κ为定熵指数，γ0为理想气体定熵指数音速方程：第5页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-1一元稳定流动的基本方程其他相关方程马赫数是气体在某截面处的流速与该处音速之比根据Ma的大小，流动可分为三类亚音速流动音速流动超音速流动第6页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-2喷管中气流参数变化

和喷管截面变化的关系什么是喷管用于增加气体或蒸气流速的变截面短管喷管中的流动过程流速很快，过程很短，近似绝热喷管第7页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-2喷管中气流参数变化

和喷管截面变化的关系对于喷管而言，增加气体流速是其主要目的。当Ma1时，要使dc0，必须使dA0(渐缩喷管)当Ma1时，要使dc0,则应dA0(渐扩喷管)当Ma从小于1增加到大于1，要使dc0从dA0过渡到dA0(缩放喷管，拉伐尔喷管)第8页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-2喷管中气流参数变化

和喷管截面变化的关系音速与临界流速喷管内，音速不断减小，流速不断增大，二者相等时的流速称为临界流速，此位置后喷管需从渐缩转为渐扩才能保持流速继续增大，此位置称为喉部。第9页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-3气体流经喷管的流速和流量滞止参数（*）：气体流速为0时的各种参数绝热过程流速无摩擦绝热过程第10页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-3气体流经喷管的流速和流量临界压力比临界截面上的气体压力pc与滞止压力p*之比称为临界压力比，用βc表示临界流速第11页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-3气体流经喷管的流速和流量流量第12页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-3气体流经喷管的流速和流量最大流量第13页，共38页，星期日，2025年，2月5日§5-4压气机的压气过程压气机用来压缩气体最常见的是用来压缩空气，即空气压缩机原理：消耗功，并使气体从较低的压力升到较高的压力第14页，共38页，星期日，2025年，2月5日?工作原理压头高低鼓风机—表压0.1~0.3MPa活塞式—压头高，流量小，?间隙生产叶轮式—压头低，流量大，?连续生产通风机—表压0.01MPa以下压气机—表压0.3MPa以上压气机分类：（容积型）（速度型）第15页，共38页，星期日，2025年，2月5日单级活塞式压气机的压气过程工作原理0-1：吸气，传输推动功p1v1?1-2：压缩，耗外功2-3：排气，传输推动功p2v2第16页，共38页，星期日，2025年，2月5日注意：压气机生产量通常用单位时间里生产气体的标准立方米表示，不同于进气或排气状态。压气机耗功：第17页，共38页，星期日，2025年，2月5日表示在活塞式压气机的理想工作过程中，当气缸容积变化时缸内气体压力变化的曲线。图中的0-1和2-3过程，仅是将处于一定热力状态的气体吸入或排出气缸的机械输送过程，只有1—2压缩过程才是热力过程。p—v”图(示功图)第18页，共38页，星期日，2025年，2月5日压缩过程的热力学分析pvp22T2n2s1p12T2n2sp2p11Tsjmn一种为过程进行得极快,视为绝热过程；一种为散热良好,视为定温过程；实际压缩过程在这两者之间第19页，共38页，星期日，2025年，2月5日二.理论耗功所以wC取决于初、终态及过程特征第20页，共38页，星期日，2