第七章气体与蒸汽的流动S7-1稳定流动的基本方程式工程热力学
工程热力学 第七章 气体与蒸汽的流动 §7-1 稳定流动的基本方程式
工程中有许多流动问题需考虑宏观动能和势能的变化。比如喷管(Nozzle)、扩压管(Diffuser)内的流动过程，喷管：压力降低，流速增加扩压管：流速降低，压力增加集中讨论：气体和蒸汽在流动过程中能量传递和转化问题主要研究：气体和蒸汽在喷管和扩压管中的能量传递和转化规律基本要求：口掌握定滴稳定流动的基本方程口理解促使流速改变的力学条件和几何条件的基本含义，掌握喷管和扩压管中状态参数和流动参数变化规律；口熟练掌握喷管中气体流速、流量等的计算，能从热力学角度进行喷管的设计和校核计算；口掌握带有摩擦阻力的绝热流动、绝热节流等过程的热力学分析。工程热力学
工程热力学 集中讨论：气体和蒸汽在流动过程中能量传递和转化问题 主要研究：气体和蒸汽在喷管和扩压管中的能量传递和转化规律 基本要求： 掌握定熵稳定流动的基本方程； 理解促使流速改变的力学条件和几何条件的基本含义，掌握喷管 和扩压管中状态参数和流动参数变化规律； 熟练掌握喷管中气体流速、流量等的计算，能从热力学角度进行 喷管的设计和校核计算； 掌握带有摩擦阻力的绝热流动、绝热节流等过程的热力学分析。 工程中有许多流动问题需考虑宏观动能和势能的变化。比如喷 管(Nozzle)、扩压管(Diffuser)内的流动过程。 喷管：压力降低，流速增加 扩压管：流速降低，压力增加
稳定过程：不随时间变化的过程稳定流动：不随时间变化的流动过程，也称定常流动与1无关与 无关A(x)与 z 无关4(x,y)A(x, y, z, t)A(x, y, z)三元非稳定流动三元稳定流动二元稳定流动一元稳定流动本章内容针对：一元稳定流动CzCri2Pi, Vi, Ti,AP2, 12, T2, A2工程热力学
工程热力学 稳定过程：不随时间变化的过程。 稳定流动：不随时间变化的流动过程，也称定常流动。 A(x, y, z, t) A(x, y, z) A(x, y) A(x) 三元非稳定流动 三元稳定流动 二元稳定流动 一元稳定流动 与 t 无关 与 z 无关 与 y 无关 本章内容针对： 一元稳定流动
简化假设1、沿流动方向上的一维问题：取同一截面上某参数的平均值作为该截面上各点该参数的值。2、可逆绝热过程：流体流过管道的时间很短，与外界换热很小，可视为绝热，另外，不计管道摩擦。工程热力学
工程热力学 1、沿流动方向上的一维问题：取同一截面上某参数的平均值作为该截 面上各点该参数的值。 2、可逆绝热过程：流体流过管道的时间很短，与外界换热很小，可视 为绝热，另外，不计管道摩擦。 简化假设
Part 0lPart 02连续性方程能量方程Continuity equationEnergy equation目录Part 03Part 04过程方程声速方程Process equationSoundvelocityequation工程热力学
工程热力学 目 录 Part 01 连续性方程 Continuity equation Part 03 过程方程 Process equation Part 02 能量方程 Energy equation Part 04 声速方程 Sound velocity equation
01PART连续性方程工程热力学
工程热力学 连续性方程 PART 01
连续性方程稳定流动中，任一截面的所有参数均不随时间而变，故流经一定截面的质量流量应为定值，不随时间而变。如图取截面1一1和2一2，两截面的质量流量分别为9m1、9m2，流速Cm、C2，比体积为V，和V2，截面积A、A2Cf2C2Pi, Pi, Ti,AP2, Vz,T2,A2一维稳定流动工程热力学
工程热力学 连续性方程 一维稳定流动 稳定流动中，任一截面的所有参数均不随时间而变，故流经一定截 面的质量流量应为定值，不随时间而变。 如图取截面1－1和2－2，两截面的质量流量分别为qm1、qm2，流速 cf1、cf2，比体积为v 1 和v 2 ，截面积A1、A2
连续性方程根据质量守恒定律：CrzACqm1=qm2=qmCriV214cn_ Acr2 _ AC =consti,,i,AP2,V2,T2,A维稳定流动V2NVi适用于任何工质微分形式：可逆和不可逆过程dc,dAdv=0流速、截面积、比体积间关系AVCf分析：不可压缩流v=const dv=O dAαdcA Ac可压缩流v+const v=f(p,T） 复杂工程热力学
工程热力学 连续性方程 一维稳定流动 根据质量守恒定律： 1 2 f m m m Ac q q q v = = = 微分形式： 0 f f dA dv dc A c v + − = 1 1 2 2 1 2 A c A c Ac f f f v v v = = = const 流速、截面积、比体积间关系 分析： 不可压缩流 v = const dv =0 dA∝ dc A↑ cf ↓， A↓ cf ↑ 可压缩流 v ≠const v = f ( p , T ) 复杂 适用于任何工质， 可逆和不可逆过程
02PART能量方程工程热力学
工程热力学 能量方程 PART 02
能量方程流动能量方程：2q =(h2 -h)++g(z2-z)+W2管道流动：W=0忽略传热：9=0忽略势能变化：4z=0Cf2-C1=0h-h+2C2CCho=hhconst-222、气体动能的增加等于气流的降微分形式：2、任一截面上工质的烩与其动能之dh+=dc, =0和保持定值，把两者之和定义为一2个参数：总烩或滞止烩ho。分析：dhαdcfl, hl ct工程热力学
工程热力学 能量方程 流动能量方程： 2 2 2 1 2 1 2 1 ( ) ( ) 2 f f i c c q h h g z z w − = − + + − + 管道流动：wi=0 忽略传热：q =0 忽略势能变化：Δz =0 2 2 2 2 1 0 2 1 2 2 2 f f f c c c h h h h const = + = + = + = 2 2 2 1 2 1 0 2 f f c c h h − − + = 微分形式： 分析： 1 2 0 2 f dh dc + = dh∝ dcf h↑ cf ↓， h↓ cf ↑ 1、气体动能的增加等于气流的焓降； 2、任一截面上工质的焓与其动能之 和保持定值，把两者之和定义为一 个参数：总焓或滞止焓h0