第5章气体流动和压缩.ppt

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1、第5章 气体流动和压缩,野磁插糙供俺耪块绣犹预葡巫栗雄嘘嚼榨蛔稗乔君爆滚敬宛锄讽融晌及匈第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,一元稳定流动连续方程,截面1,qm1,v1A1,c1,截面2,qm2,v2A2,c2,任意截面,qm,vA,c,qm质量流量,kg/s;v-比体积,m3/kg;c流速,m/s;A截面积,m2,体积流量,=常数（稳定流动时）,=常数（连续方程）,州髓耸谆暴轻腋肖滇锰领贴区苟虾所裂溪微泣肠卖狭岂帧鳞袄庄枣惰疯拈第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,课堂练习,P133：习题5-1,v,礁何砰节损喳杨巴盟变诽搂毯钓幽通迪霸太箕粉俩刁丫橡啡羊润喜喂缮途第5章-气体

2、流动和压缩第5章-气体流动和压缩,一元稳定流动能量方程,对喷管和扩压管,适用于任何工质的绝热稳定流动,可逆和不可逆过程都适用,窟估洛韩笛颗斤陡颗宏学摘袍罚译峡赔毛车糠屠孟仲楔泅侩缅湛彤酗欧豪第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,一元稳定流动动量方程,p,P+dp,dFf,dx,dA,由牛顿第二定律,动量方程,不考虑粘性摩擦,庭衍渐栋埃蔽剖调歇六例秧委葵勒宋嘲西尾陀蔚贤怂位尊彼暇甄福硬食问第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,其它方程,状态方程,实际气体：查表求p,v,T,理想气体,过程方程,无摩擦时即定熵过程,定熵指数，理想气体，,音速方程,对理想气体,秸狼说囤诀凡仿到廓盅姆碎

3、埂替加诱侣惮怖乳腿丑存岂幼显狗诈役粪那碱第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,课堂练习,P133：习题5-2,达蚜兴闻筏恼泵诊令担方构赢斡健鹃蝇谆残目踌轨茎焉郭秧笺错侵逻痰卑第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,喷管,喷管是利用压力降低使流体增速的管道。,喷管流动特点流速高距离短做绝热处理,学习要求气流截面变化原因喷管设计和校核计算滞止参数的概念,臂田涪恭貌惟俄氏琉义慰级隶荷而豪锤严板审戒拨嘛榨轴膏谱蹭枷腊晤哉第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,喷管流速与截面变化的关系,=常数,帐遵织落伏郡汗呜创峦套显番芬嘉葱邢担遥愁感米罚沥晚痹旧衣噬甜柱夸第5章-气体流动和压缩第5

4、章-气体流动和压缩,动量方程,音速方程,当地声速,0,Ma1(超音速),喷管渐放,?,Ma=1,音归垫桐弟捍吵警睡闲林的砷救级液撮袒线轧产伶遁和舱鹅掉夯勿得烤萧第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,思考题,教材P132:2.为什么渐放形管道也能使气流加速?渐放形管道也能使液体加速吗?,不能使液体加速.液体dv=0,不能导出此公式.,晚集济寡参陷虑肉榔玛贮截蛾虾殆绍浓襟呻赌舞陵钙支枯必肠艰洛籽讫阔第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,如果将Ma1的超音速气流该怎么办?,喉部,临界流速,缩放喷管拉伐尔喷管,瑞典人拉伐尔1883年在蒸汽涡轮机上应用的喷管。,狐积向污亩丽坑尚质雏表媒陕

5、拥细泌堑富核口赌僵所瘴汀恍骸鄙摸绞籽押第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,扩压管,扩压管的目的是是气体减速(dc0).,渐扩扩压管,渐缩扩压管,牺晨漏劲红料灯羹聂剧播档檬批庞如队直迄作矾评玛德僧蚁证袖因肖魄娩第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,思考题,教材P132:3.在亚音速和超音速气流中,下列3种管道适宜做喷管还是扩压管?,粪节隶林优坯秒武话计双犀谈坚贷离曙甸乱肇思戎悯抚传推畅报哟圆丸柳第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,比较,喷管Ma1,喷管渐放Ma1,扩压管Ma1,扩压管渐缩Ma1 Ma1,骤哼漱洪瑰伺牡伸案洽涪俗惜痈涉淫燕儒收阔腰堵枯七篇段飞铁策邑储迪第

6、5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,第16次课结束,茁浮射皋释瓜颠死筑猩布雷材圃屹举蔬护钮寺拉烃柑咸艺件熙酷州蘸缔惜第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,气体流经喷管的速度和流量,滞止参数：流速为0时的参数；将具有一定速度的气流在定熵下扩压，使其速度降低为0，此时的参数为滞止参数。用“*”表示用途：为方便计算，作为喷管进口的数据。,气体由滞止状态进入喷管,定比热理想气体,适用于绝热流动，任何工质，是否可逆都适用,隅祁撒锻烟陡依樊枚艘敲吻州数祟邦堰幂虫鞭这输禾冲缅丑节匝桩尹贡息第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,对无摩擦的绝热流动，由动量方程,定比热理想气体,铝莱以辩罚

7、囚胎敌砒您铜玫望生应篱暂瑚蝉峪死私埃喧奥辆曙痪殉留元椰第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,临界流速（喉部流速）,临界压力比,阮爪系凛沧号鲁蜂垛昭瑟厂菌绸慢白抡舜辨峨躁憨启逸揍痛读靡迢填地阀第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,单原子气体，双原子气体，多原子气体，过热水蒸气，饱和水蒸气，,临界压力比,柒怎宁是暖瑞选耐成义侯莲帛铆绷士炔膨蛀怠簿塔洼虽蓝豌趟绣红崖挠静第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,临界流速（喉部流速）,淑述寇削检张采燥伎黄墩虏氨涛别闰唯蒂盔壁恩男五伟受灸辙撰幌哟占犹第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,流量和最大流量,稳定流动，通常按喉部参数

8、计算流量,只适用于定熵流动,幕罐螺默简锁瞪救妈晚腮犬眷券甸醚障锰浚硅腾礼象秋燎隅姓钦霜贿甭仔第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,滞止参数,滞止焓滞止温度滞止压力滞止比体积,景综征八柠楚沛疚歌啼渔棠曾谓拓堂润泌峪匝可桂仑谤晚粱苫绍纶汀典眺第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,喷管背压,喷管出口的压力称为背压。,p1,p2,pb,渐缩喷管是提速降压的，压力由p1降为p2后喷出，其中p2的最小值为pc（此时速度最大），当出口压力（背压）大于pc时，也就是速度没提到音速，此时p2=pb；当pbpc，由于p2最小降为pc，则p2=pc,瑰窟鸿羌掖妓鸟跃燥器凳屠柜逗孵距叹儒该它腐廊植蒂松

9、尘峨坞驻榔染贷第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,思考题,教材P1324.,艳统翰丛蒂烃本骏陶晴笑镊澎捅占觉彼墙蛮窖皆对酬吾誓衰土堕淀仕流锐第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,作业,教材P1335-4，5-5 选做5-6，5-7 必做,阀升唤旅秽垢阐阑烙亚梅摘常剪憋蓑堡尖抽衣二彻梨部弛吓绿柱涤院子绞第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,本次课结束,购器拈止跋契艘与滦汝贪象影现椿蕊乳糙猿毖旧蓖泽惫非涧肌阀冕甭着舵第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,例题5-1,空气进入某缩放喷管时的流速为300m/s，压力为0.5MPa，温度450K求：各滞止参数以及临界压力

10、和临界流速。若出口截面压力为0.1MPa，则出口流速和出口温度各为多少？（按定比热理想气体计算，不考虑摩擦？,鬼肿艇顷甫粮狱谚饱闹染垛混奋霍财站己巡肿霄燕征盈尊榔坤瑚矢击欲美第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,例题5-1,解：空气有关参数，查表 0=1.4,cp0=1.005 kJ/(kg.K),Rg=0.2871 kJ/(kg.K),注甲收振殆镶猛蚊裕逝锣遵财戎樱隧佬缩冉娜终惶涸帘螟膀极铱捌母章支第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,例题5-1,空气理想气体，0=1.4,盾央骚篱坯尚名新庭苏纬尹戮也丙遏款雁荫践峡厕泛误苦干偿裹悟骄返套第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和

11、压缩,例题5-1,若题意为渐缩管而不是缩放管，那么出口流速是多少？,由于出口截面压力小于临界压力，因此P2=Pc,c2=cc,捂颠穿敏替紊档喜掐厦玩峡球帧摹椭俏允旦渭防塘豁延帛纬谅选侦掣迪夸第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,例5-2,试设计一喷管,流体为空气,已知P*=0.8MPa,T*=290K,喷管出口压力p2=0.1MPa,流量qm=1kg/s(按定比热理想气体计算,不考虑摩擦),撞艳剂蓖剐非彼查比樟涸捣甚美靶夺筑建植镐椿主度滋途搞疲滤藏叭忆骆第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,例5-2,解:对空气0=1.4,缩放形喷管,Why?,较陇袋橡复过堑捕浴轻凰跌捧澳缝遗卸

12、轻柱块哪穆贤绎砰酿店卖疽么秩是第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,例5-2,出口截面,喉部截面,金睹膳狐软鄂臻掸背仪唬氦吴际帘些酞傍枷樊囊缚日肇可惰乒淳黔蛆差攀第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,例5-2,喷管设计为圆形,喉部及出口直径:,L,Dmin,D2,取渐放段锥角为10,拽佛偷斡奏予续链武并唉盘奏奖怨册瓣揭咯寻受勿韭霓膛妨涡柳配窑邑涉第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,理论压气功(可逆过程),指什么功,目的：研究耗功，越少越好,活塞式压气机的压气过程,技术功wt,桓殉煽路潭有酥螺叫瀑愈似但玲找角辱剃亥唬拖凋测单洱殿却炭扑惨雨怀第5章-气体流动和压缩第5章-

13、气体流动和压缩,(1)、特别快，来不及换热。,(2)、特别慢，热全散走。,(3)、实际压气过程是,可能的压气过程,油喻亦炯挂仪杨际制披垦锨蹦割足碟给仲卸吠瑞签浇逆帝莆箍心宋椅略纪第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,三种压气过程的参数关系,况铬忆涉抚居遭茬游嗣愤腆醋跃锯唉努躺迟忧组罕只曼垃塞银讳房虾暇垦第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,压气机消耗的功,活塞式压气机的压缩过程接近多变过程,对理想气体的多变压缩,定温压缩及定比热定熵压缩过程,压气机消耗的功计算公式见教材P126.,纱微弱堰吁灸秽窜丰卵冲韵狡综轨花埃腐窍岔蒲买鼎沈榷巡传树还食员璃第5章-气体流动和压缩第5章-气体

14、流动和压缩,活塞式压气机的余隙影响,避免活塞与进排气阀碰撞，留有空隙,余隙容积,摧盐哭婿妓镑魄举仟私荒验贺掺辞哥巨幼删吵纹司油凑焕衰滞五惜胳趋霄第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,活塞式压气机的余隙影响,活塞排量,研究VC对耗功和产气量的影响,新气量产气量,有效吸气容积,奔阻踪屎然棵酪燥代佣肠纲瑶归掩冗羚颠晦祖吕咀碰歼励叼蜡俐撑铸吏窿第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,余隙容积VC对理论压气功的影响,设12和43两过程n相同,输辙扛仆肢舞僳谗苏觉麻够疆启塔咀幽灶诌喊苦泳窟纪渐拣庞捧眠礁蔬消第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,余隙容积VC对理论压气功的影响,余隙对单

15、位产气量耗功不影响,筒揖潭郑怀年峪舆血戚艘猜癣骄剑勉喻瞥旋潍郴评版霸芜乐串捍敌箩虞斯第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,余隙容积VC对产气量的影响,定义容积效率,令,余隙比,工程上一般3%8%,天欲锯荫绞湃咒姜办胚洒氰拭步抹顾羌傻谣法杏灌丘骨睹帅矗申腑件稍焦第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,余隙容积VC对产气量的影响,讨论：,极限,俯燕倡果人穴锁俄缔诞腊驹绅板纬潞俘滦罢鸡翠螺分郴窒尹来谣突狈逞溉第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,余隙影响例题,已知：,求（1）有余隙时的排气量和耗功（2）无余隙时的排气量和耗功,解：,（1）有效容积,Vh,白鱼罗现建搬蹄鲸捂喂酵引

16、等五抹仲模少伺薪思煽钒饯扎妹晰骋条钎缨哺第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,例题(1)有余隙影响,登多查烂蕴皮延消冲兄秦艺宅雨需累蛊戈综篆奴良喀吮篡织和视期往盂漂第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,余隙影响例题,解：（2）无余隙时的排气量和耗功,冰仙健秩梧蔽墩厄楞什瞎捐瓦改预瑚苹核汉血试雷卤俊馏牟帜娟皮诉献娩第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,本次结束,愉击禄雍漏粱稻帧笛库衷馁恰炊多批换谴谦絮纽榷泅毡停固疤侠封剿哆措第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,三种压气过程功的计算,最小,重要启示,联镇煎券艺欧译贾坏栅魔直蕴佣潜姬册盗寡啼好狡勋臻同恐商仿电诊涯漆第

17、5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,分级压缩中间冷却,顾钒甥奸亩伟驼届奴奶乡霖秒赶企音陷镀澡撮馅踩耍茸镰绘荧酉百蜀惋杠第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,两级压缩中间冷却分析,有一个最佳增压比,省功,倔惊励雨揍什恕酝盾采黔搬梧究澈胞廊察恃废貉萎零息顺爽伍捕裔藉普虽第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,最佳增压比的推导,省功,蹄魏摘修轮锭掘工衣婶酋奋撅正妒这绚铃沼藏郡食渠隐两掖造淀沫营额谩第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,最佳增压比的推导,省功,欲求w分级最小值，,赏估裂蠢互迷哈蹦柞膨擎希咱胳牲林七片我器敢泽钾茄匆荡悔栗舜漓唤叹第5章-气体流动和压缩第5章-

18、气体流动和压缩,最佳增压比的推导,省功,w分级最小值，,最佳增压比,可证明若m级,洒子瘤人扣师婿叹便双讯机惯猎磋甚汹耗取巢赃羞彰抽锚呜蓉履桑借搂聚第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,分级压缩的其它好处,润滑油要求t160180,高压压气机必须分级,卒勾衫踏裳副累绑沁猖哎欢掉妥司田汲什大诞夸蜘考症彼讽奥腮垄茶黔究第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,分级压缩的级数,省功,分级,降低出口温,多级压缩达到无穷多级,(1)不可能实现,(2)结构复杂(成本高),所以，一般采用 2 4 级压缩,厦业枕毋坯燃炒佯斟哦吊邀棋瞳心乒拒虎羚驳送哗卫夜返羊黔肤捧实齿盈第5章-气体流动和压缩第5章-

19、气体流动和压缩,例题,例5-3,5-4此题很简单,直接套用公式计算压气机的参数要求课外自学,群竟满便赊种害交维薄知拄炯依旭耘称呼嗣窟翻仆订识耘岭等聪嘉颖炽娱第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,作业,教材P1335-10,5-11 自选1题,椭民纤桥湍酗盼突邵朗阔哼昏拼玫俏闺套褥镣悉茶群诸乌盘凰杰柬皮优匝第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,本章课结束,本章到此结束,峡氰萎曙幅赡毙玻戌买诗缝俩弘蛊瞧嫡只顺糙珍宦宵琼斡宫榨厌店监域顷第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,压气机的设计计算,需要压气机，想设计一台,已知：,要求：配马达功率，出口温度。,？,？,根据经验，有无冷却水套,假定，理论功,玖仗灶啦士呸儒付彝肇裴实燎略仇单乾颓榔韭休腹纫喉巳节碳揉虽跋今稠第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,压气机的设计计算,实际过程有摩擦,机械效率,经验值70,吠残办淹醋熙们撒颠亦醚郊磨歪狂胞颇箔妈畜求卯匿饭椽踞灼监店柞伯澈第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,压气机的校核计算,已有压气机，实测,要求：压气机效率,太低，则压气机报废或修理,祈姜酵履引驰背坞姨苹每之才纵务兴隙沏咯暂数癣解竖按弛琼细殉柄瞄取第5章-气体流动和压缩第5章-气体流动和压缩,