氣體的一維流動(dòng)PPT課件

1、氣體的一維等熵流動(dòng)計(jì)算氣體的一維等熵流動(dòng)計(jì)算mf2hg13 用文丘里流量計(jì)測(cè)空氣流量，入口直徑d1=0.4m，喉部直徑d2=0.125m，入口處絕對(duì)壓強(qiáng)p1=138000 pa，溫度t1=17 ，喉部絕對(duì)壓強(qiáng)p2=117000pa。試求質(zhì)量流量qm 。設(shè)過(guò)程為等熵，=1.4，空氣r= 287j/kgk。 題 目11vp22vp1d2d解題步驟解：212pvconst221122121212pvpv不計(jì)重力，由等熵能量方程，對(duì)-、-兩斷面列此方程解題步驟2221221112ppvv1212pp12211pp1212211ppp所以有及對(duì)于等熵流動(dòng)，有即解題步驟221 1122244vdvd111

2、22pp21112122dpvvdp 由于質(zhì)量的連續(xù)性而解題步驟2112122dvvd所以14221211111221112ppvdppdp 1421211111212111ppdpvpd 將（b）、（c）代入（a），得解題步驟12111221 111421122211441mpppqvdddpdp 因此質(zhì)量流量為由氣體狀態(tài)方程 ，得 111prt解題步驟1212112142112221141mpprtpqddpdp 111prt所以將數(shù)據(jù)：， ， ，10.4md 20.125md 511.38 10 pap 解題步驟1.42.85kg/smq 521.17 10 pap 1273 17290

3、kt 代入，得)kkg/(287jr 圖示某超音速風(fēng)洞，設(shè)計(jì)參數(shù)ma=2，喉部面積0.0929m2，噴管入口處壓強(qiáng)（絕對(duì)）p0=6.9x104pa，溫度為38 ，速度不計(jì)。設(shè)流動(dòng)等熵。試計(jì)算喉部和工作段的流動(dòng)參數(shù)，工作段截面積及質(zhì)量流量。題 目ma=1p0t0qmma=2喉部 工作部解題步驟解：（1）各滯止參數(shù)t0=273+38=311k34000/77. 0311287109 . 6mkgrtpsmrtc/3533112874 . 100解題步驟（2）喉部各參數(shù)400300.5283.64 100.8332590.6340.49/322/crcrcrcrcrpppattkkg mcrtm s

4、解題步驟 無(wú)量綱速度 氣流速度211.6312(1)crmmama525/crcrvm cm s（3）ma=2 實(shí)驗(yàn)段各參數(shù)解題步驟23101(1)8.82 102ppmapa123101(1)0.177/2makg m 壓強(qiáng)密度溫度2101(1)1732ttmak解題步驟20.158crcrcrvaamv實(shí)驗(yàn)段面積（4）質(zhì)量流量14.68/mqvakg s 空氣氣流在收縮噴管截面1上的參數(shù)p1=3x105pa，t1=340k，u1=150m/s,d1=46mm,在出口截面上馬赫數(shù)為ma=1，是求出口的壓強(qiáng)，溫度和直徑。題 目解題步驟111201010*3.55000110.40581 0.2

5、1.0329,351.21 0.2,292.66()1.1201,3.3604 10umarttmatktttktptppapt 解：解題步驟3.5500*3*3111()1.8929,1.775 102.1132/342.92/3.0744/ptppaptpkg mrtucrtm spkg mrt解題步驟由連續(xù)性方程求出口直徑d*22*1*1 1*1 11*440.7977,36.7dduududmmdu 如圖所示，空氣從一個(gè)大容器經(jīng)收縮噴管流出，容器內(nèi)空氣的壓強(qiáng)為1.5x105pa,溫度為27攝氏度，噴管出口直徑為d=20mm，出口外部的環(huán)境壓強(qiáng)為pe=105pa,如果用一塊平板垂直的擋住

6、噴管出口的氣流，是求固定住此平板所需的外力f的值。題 目fp0,t0u解題步驟噴管出口的氣流參數(shù)按等熵公式計(jì)算，平板的受力可用動(dòng)量方程求出0*3.500*5*111.22()1.89290.7924 10ttptptppa 解：解題步驟由于pep*,因而出口壓強(qiáng)等于背壓51003.53010()1.1228,267.181.3041/2()256.78/eppppatptktppkg mrtuc ttm s解題步驟根據(jù)動(dòng)量定理得422274dfu aun 滯止參數(shù)為p0=4x105pa,t0=380k的過(guò)熱蒸汽（ =1.33，r=462j/kg*k)經(jīng)收縮噴管流出，出口外部的背壓為pe=1.5

7、x105pa，出口截面積a=10-4m2，某截面面積為a1=6x10-4m2,使確定這兩個(gè)截面上的馬赫數(shù)ma和ma1.題 目解題步驟1000*5*111.165,()1.850622.1615 10tpttptppa 解：由于pe1,因此氣流在喉部達(dá)臨界狀態(tài)，流量按下式計(jì)算：*0*111.2,260.832qu attkt 解題步驟*3.5500*3*2*323.73/()1.8929,3.6980 104.49/0.7850/4ucrtm sptppaptpkg mrtdqukg s解題步驟(3)求出口截面的直徑d222222222222242222221.9406,178.531.9146

8、/519.75/7.8885 1040.0316931.69matkpkg mrtuma cmartm sdqamudmmm 一個(gè)組合管由縮放管和直管連接而成，直管的直徑與縮放管出口直徑相等。一個(gè)儲(chǔ)氣容器的高壓空氣經(jīng)由組合管流出。已知：縮放管喉部直徑d*為0.6cm，縮放管出口直徑及直管直徑d=0.9cm,儲(chǔ)氣容器的滯止壓強(qiáng)p0=1.75mpa,滯止溫度t0=315k,直管長(zhǎng)度l=0.07m,直管出口壓強(qiáng)p2=3.5x105pa,空氣在縮放管作等熵流動(dòng)，在直管中作絕熱摩擦流動(dòng)，試求直管的沿程損失系數(shù)f。題 目解題步驟解：由面積比a1/a.求縮放管出口的馬赫數(shù)ma1,再由絕熱摩擦管進(jìn)出口壓強(qiáng)比p

9、2/p1求ma2，從而確定f的值。(1)求縮放管出口馬赫數(shù)ma131* * *1 111 1111()acctauma cmat解題步驟22*1111*21 0.2,()2.251.2tmaadtad23111 0.212.25()1.2mama因?yàn)樗粤顇=ma1,由上式化簡(jiǎn)為23( )3.888(10.2)f xxx解題步驟000()()f xxxfx22( )3.888 1.2 (1 0.2)fxxx用迭代法求解：式中,初值選x0=2,迭代幾次后得x=2.3281721,因此ma1=2.3282ma1的另一個(gè)解0.2685舍去解題步驟20113.500115101 0.22.0841()

10、13.06820.076521.3391 10tmatptptpppa (2)求縮放管出口壓強(qiáng)p1解題步驟111222,ptpt和1 1122221111222u au aumatumat(3)求摩擦直管出口馬赫數(shù)ma2設(shè)直管進(jìn)、出口參數(shù)分別為則有連續(xù)方程：解題步驟絕熱能量方程：20201212102222221211211 121221 0.21 0.21 0.21 0.21 0.2tmatt ttmatt tmaptmatmamaptmatmama 解題步驟由于p2/p1=2.6136,ma1=2.3282,所以帶入上式后得ma2=1.1447(4)求f的值：221222212211 0.

11、21116()ln()1.471 0.2mamalfdmamamama解題步驟以l=0.07m，d=9x10-3m,ma1=2.3282,ma2=1.14470.3738,0.048lffd帶入上式，得 空氣在一條管道中作絕熱摩擦流動(dòng)，官長(zhǎng)l=20m，管徑d=0.06m，管道的沿程損失系數(shù)f=0.02，管道出口的壓強(qiáng)為p2=1.2x105pa,若要求出口馬赫數(shù)ma2=1,則管道入口壓強(qiáng)p1應(yīng)為多少？題 目解題步驟211xma令2122111.220116(1)ln()31.471 0.2mamama解：將f,l,d及ma2=1帶入（10-8），得,則上式可化簡(jiǎn)為161.220( )ln01.471.23xf xx解題步驟000()()f xxxfx16( )1.47(0.