山西能源学院：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件）第7章 气体与蒸汽的流动 7.2 促使流速改变的条件

第七章气体与蒸汽的流动s 7-2促使流速改变的条件工程热力学

工程热力学 第七章 气体与蒸汽的流动 §7-2 促使流速改变的条件

由流体力学可知，要使工质的流速改变，可通过以下两种方法达到：1）香截面积不变，改变进出口的压差一力学条件：2）固定压差，改变进出口截面面积一几何条件。喷管(Nozzle)：流速升高的管道;扩压管(Diffuser)：流速降低、压力升高的管道。工程热力学

工程热力学 喷 管(Nozzle) ：流速升高的管道； 扩压管(Diffuser) ：流速降低、压力升高的管道。 由流体力学可知，要使工质的流速改变，可通过以下两种方 法达到： 1）截面积不变，改变进出口的压差－力学条件； 2）固定压差，改变进出口截面面积－几何条件

Part 01力学条件目录Part 02几何条件工程热力学

工程热力学 目录 Part 01 力学条件 Part 02 几何条件

01PART力学条件工程热力学

工程热力学 力学条件 PART 01

力学条件加速有极限q=(h -h)+=(c2 -cl)管内流动：q=(h -h)-[, vdp热力学第一定律：kP2(c/2 -c)=-, vdp= wRT所以：k-1Pi.dctkpvdpCrdcf =-vdpkcpdcdp压力变化随流速-kMa?又 c= kpv =/kR.T变化的关系式peg.汽轮机的喷管、火箭的尾喷管结论：c，pleg.叶轮式压气机、涡轮喷气式发动机吸气压缩、引射cyl, p式压缩器的扩压管工程热力学

工程热力学 力学条件 管内流动： ( ) ( ) 2 2 2 1 2 1 1 2 f f q h h c c = − + − 热力学第一定律： ( ) 2 2 1 2 q h h vdp = − −  又 ( ) 1 2 2 2 2 2 1 1 2 1 1 1 2 1 k k f f t k p c c vdp w RT k p −       − = − = = −   −      2 , f f f f f dc kpv dp c dc vdp c kc p = − = − g c kpv kR T = = 2 f f dp dc kMa p c = − 所以： 结论： cf ↑， p↓ eg. 汽轮机的喷管、火箭的尾喷管 cf ↓， p↑ eg. 叶轮式压气机、涡轮喷气式发动机吸气压缩、引射 式压缩器的扩压管 压力变化随流速 变化的关系式 加速有极限

02PART几何条件工程热力学

工程热力学 几何条件 PART 02

几何条件dcdA=(Ma? -1)AC对于喷管：气体充分膨胀cy↑(dc>0)，plMa1，超声速流动，dA>0，截面扩张；Ma>1 dA>0Ma1dA喉部Ma-l渐扩喷管浙缩喷管缩放喷管（拉伐尔喷管）工程热力学

工程热力学 几何条件 对于喷管：气体充分膨胀 cf ↑（dcf > 0) ， p↓ 2 ( 1) f f dA dc Ma A c = − Ma1，超声速流动，dA>0，截面扩张；

几何条件dvdcjdA连续性方程：VACfdAdc截面积变化随流速dv1 dp=(Ma2 -1)过程方程：变化的关系式。AV pdp-kMa力学条件：p结论：当流速变化时，气流截面积的变化规律不但与流速的变化有关，还与当地马赫数有关。工程热力学

工程热力学 几何条件 连续性方程： f f dA dv dc A v c = − 过程方程： d 1 d v p v p  = − 力学条件： 2 f f dp dc kMa p c = − 2 ( 1) f f dA dc Ma A c = − 截面积变化随流速 变化的关系式。 结论： 当流速变化时，气流截面积的变化规律不但与流速的变化有关，还 与当地马赫数有关

几何条件Ma1Ma>1dA>0工程热力学

工程热力学 几何条件 ◆ 渐缩喷管 从几何条件看：出口最大速度为Ma=1； 从力学条件看：cfdcf =-vdp，技术功使流体加速，如果dp小，技 术功不够，可能加不到Ma=1，只能Ma0 Ma>1 Ma>1

几何条件渐缩渐扩喷管（拉法尔喷管、缩放喷管）Ma=11Ma>1Ma0部Ma=1dA=0idA=1dAO临界截面，也称喉部截面喷管内参数变化示意图临界流速-当地音速KRTCfer=Ccr=Kp.CPaToVer称为：临界压力、临界温度、临界比容工程热力学

工程热力学 几何条件 ◆ 渐缩渐扩喷管（拉法尔喷管、缩放喷管） Ma>1 dA0 Ma<1 Ma=1 喉 部 临界截面，也称喉部截面 cr cr cr p T v 称为：临界压力、临界温度、临界比容 dA=0 临界流速＝当地音速 喷管内参数变化示意图 fcr cr cr cr g cr c c p v R T = = =  