流體流量及流速分析與計(jì)算(編輯修改稿)
2025-07-23 04:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 管的喉部截面保持臨界狀態(tài)，故流量保持不變。圖中b0段是依式(433)的解析解繪制的，正常工作圖420 噴管流量與壓力比的關(guān)系（氣體作等熵流量）的噴管不會(huì)出現(xiàn)這種情況。當(dāng)噴管出口截面外壓力（即背壓）低于臨界壓力時(shí)，收縮噴管出口截面的壓不會(huì)降低到低于臨界壓力，流量也不再變化，等于出口截面的壓力為時(shí)的流量。 ☆ 在給定的條件下，即給定工質(zhì)性質(zhì)和進(jìn)口截面參數(shù)、背壓等條件后噴管的流量就確定了，穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)任何截面的流量都是相同的，但若條件改變，如背壓改變，導(dǎo)致出口截面壓力改變，則噴管的流量必然會(huì)隨之而改變。所以根據(jù)連續(xù)性方程，穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)氣體通過(guò)噴管任何截面的質(zhì)量流量都相同和噴管流量隨而改變是兩個(gè)范疇的問(wèn)題。 根據(jù)氣體穩(wěn)定流動(dòng)的連續(xù)性方程，氣體通過(guò)噴管任何截面的質(zhì)量流量都是相同的。為什么噴管的流量還隨而變化？ 返回…背壓與流量及出口壓力的關(guān)系 對(duì)于在收縮噴管內(nèi)作可逆等熵流動(dòng)的氣體而言，當(dāng)噴管的背壓時(shí)，噴管出口截面的壓力只能達(dá)到背壓，即；當(dāng)噴管的背壓時(shí)，由于受噴管內(nèi)氣體流速改變的幾何條件的制約，噴管出口截面的壓力只能達(dá)到，所以氣體不能在噴管內(nèi)膨脹到，即，因此噴管的質(zhì)流量不會(huì)繼續(xù)上升。而對(duì)于縮放噴管，在設(shè)計(jì)工況下，噴管出口截面的壓力可以達(dá)到背壓，即，但是在喉部截面上，氣流達(dá)到臨界，壓力等于臨界壓力，流速等于當(dāng)?shù)匾羲?，流量受喉部截面制約。 ☆ 當(dāng)背壓 比設(shè)計(jì)背壓下降時(shí)，因噴管不能提供足夠大的截面積，故氣體在噴管內(nèi)膨脹不足，氣體在離開(kāi)噴管后自由膨脹，其流量保持與喉部截面相等而保持不變。當(dāng)背壓比設(shè)計(jì)背壓高時(shí)，氣體在噴管內(nèi)過(guò)度膨脹，然后在噴管內(nèi)某截面上產(chǎn)生激波，使壓力上升到高于背壓而排出。激波產(chǎn)生截面隨背壓升高向喉部截面推進(jìn)，只要背壓仍低于臨界壓力，則喉部截面仍可保持臨界狀態(tài)，流量維持不變。如果縮放噴管工作時(shí)背壓比設(shè)計(jì)背壓低或高，將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ 例題1.【例 49】 2.【例 410】…【例 49】壓力為3MPa,溫度為500℃的蒸汽以=150m/s的速度流入縮放噴管，在管內(nèi)作等熵膨脹。已知噴管出口截面上蒸汽壓力=，噴管喉部截面積 ，求：(1)喉部截面蒸汽壓力；(2)噴管的質(zhì)流量；(3)噴管出口截面積及出口截面上的流速。 解：(1) 據(jù) p1=3MPa，t1=500℃，在hs圖上確定點(diǎn)1，得h1=3457 kJ/kg 由于流速=150m/s,較大，故先求滯止參數(shù)： 在hs圖上通過(guò)點(diǎn)1，垂直向上截取，得滯止點(diǎn)0，查得=. 將代入式(430) 得υ= 則 (2) 從點(diǎn)1向下作垂線，交p== MPa于點(diǎn)c，得=3282 kJ/kg, = m3/kg。在喉部截面處，氣流達(dá)到臨界，所以 1
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