氣體流動過程ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-05-28 03:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Pvv 1cr00cr )(?kkkkPPvkPPPvPkk 10cr0010cr00 )(])(1[12?????定義 臨界壓力比 —— 0crcr PP??氣流速度達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r的壓力與滯止壓力之比 kkkkk1cr1cr ]1[12 ?? ??? ??1cr )12( ??? kkk?以上為 定比熱容 理想氣體 可逆絕熱流動 過程的分析結(jié)論 （注意符號 “ ? ” 與 “ v ” 的區(qū)別 ） 上式整理，得 2022/5/29 22 1cr )12( ??? kkk?臨界壓力比 ?cr僅與氣體的熱容比 k有關(guān) —— 僅取決于氣體的性質(zhì)； 對變比熱容理想氣體 —— k值應(yīng)按平均比熱容確定； 對水蒸氣 —— k為經(jīng)驗數(shù)值而非熱容比 對雙原子氣體 k=，臨界壓力比 ?cr= 如取 : 過熱汽的 k=，則 ?cr= 干飽和汽 k=，則 ?cr= 概括起來，氣體的臨界壓力比 ?cr接近等于 2022/5/29 23 臨界壓力比 ?cr是噴管中流體流動從亞音速過渡到超音速的轉(zhuǎn)折點 超音速流動與亞音速流動有原則區(qū)別 。 根據(jù)臨界壓力比可以計算出氣流的壓力降低到何值時其流速恰好達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲?， 因此臨界壓力比 ?cr是分析氣體流動的一個重要參數(shù) 2022/5/29 24 1cr )12( ??? kkk? ])(1[12102002kkPPvPkkc ????0g00cr 1212 TRkkvPkkc???? 對給定的定比熱容理想氣體 （ k值一定 ） ， 臨界流速 ccr僅取決于滯止參數(shù) P0、 v0， 或滯止溫度 T0 由于滯止參數(shù)可由初參數(shù)確定 臨界流速僅取決于進(jìn)口截面上的氣流初參數(shù) 臨界壓力比下氣流達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲? —— 臨界流速 2022/5/29 25 ⑵ 流量計算 由連續(xù)性方程知 ， 對流道任一截面質(zhì)量流率相同 222vcAm ??])(1[12102002kkPPvPkkc ????經(jīng)整理可得 ?????? ????kkkPPPPvPkkAm 102202002 )()(12? 在噴管出口截面處 221020)(1 cAPPv k?kPPv1020)(1?2022/5/29 26 它們的依變關(guān)系如圖所示 流量隨 (P2/P0)的變化關(guān)系 對于一定的噴管，當(dāng)進(jìn)口氣流狀態(tài)一定時 流量僅取決于 (P2/P0) ?????? ????kkkPPPPvPkkAm 102202002 )()(12?① 漸縮噴管工作情況 背壓 —— 噴管出口外的介質(zhì)壓力 Pb Pb↓ 到達(dá)臨界壓力比 ?cr時 P2↓ ， 出口達(dá)到臨界流速 ccr， 即當(dāng)?shù)匾羲? Pb=P2 =Pcr =?cr? P0 當(dāng)背壓 Pb高于臨界壓力 Pcr時 m? ↑ 且有 Pb=P2 Pb 0crcr PP??P2 2022/5/29 27 流量隨 (P2/P0)的變化關(guān)系 此后 ， 背壓 Pb如再降低 ， 由于漸縮噴管中流道截面積始終是收縮的 ， 氣流截面不可能得到擴(kuò)展 ， 任由背壓下降 ， 噴管的出口壓力將仍然保持為 P2=Pcr， 氣流的膨脹 、加速也就到此為止 ， 即 漸縮噴管的最大出口速度就是當(dāng)?shù)匾羲? Pb 隨出口流速 c2↑ → ccr m? maxm?00122m a x )12(12 vPkkkAm k ?????10crcr )12( ????kkkPP?])()[(12102202002 kkkPPPPvPkkAm ?????P2 2022/5/29 28 在 PbPcr的情況下 ， 為了使氣流能夠充分膨脹實現(xiàn)從亞音速到超音速的過渡 ， 此時應(yīng)采用縮放噴管 噴管喉部處的壓力為臨界壓力 Pcr， 流速為當(dāng)?shù)匾羲?a 從噴管的收縮段看來 ， 喉部截面上的流量為前述按喉部截面積Amin所確定的最大流量 按連續(xù)性方程 ， 縮放噴管 所有截面上的流量應(yīng)該都等于其喉部截面上的流量 對于縮放噴管，盡管當(dāng)背壓 Pb繼續(xù)降低時其出口截面上的氣流速度會增大，但流量卻不會增加，將始終等于上述最大流量值 ② 縮放噴管工作情況 Pb P2 Pcr 2022/5/29 29 小結(jié) ⑴ 討論針對定比熱容理想氣體；水蒸氣 k使用經(jīng)驗值 ⑵ 臨界截面 —— 流速達(dá)到當(dāng)?shù)匾羲贂r的噴管截面 (Pcr、 ccr) ⑷ 臨界壓力比 10crcr )12( ????kkkPP? —— 取決于氣體的性質(zhì) ⑶ 滯止參數(shù) P0、 T0、 v0 (c0=0)完全由進(jìn)口氣流初態(tài)確定 臨界壓力 Pcr ])(1[12102002 kkPPvPkkc ?????????? ?
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