燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)01A

1、 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī) 1第 一 章 基礎(chǔ)知識(shí)1.1 物質(zhì)1.2 物體的運(yùn)動(dòng)1.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)1.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 1.5 傳熱基礎(chǔ)2第 一 章 基礎(chǔ)知識(shí)力學(xué)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。主要內(nèi)容包括：物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述及牛頓運(yùn)動(dòng)定律等。熱力學(xué)是研究能量及其轉(zhuǎn)換的科學(xué)。主要內(nèi)容包括：熱力學(xué)的基本定律，即熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律；工質(zhì)的熱力性質(zhì)和熱力過(guò)程等。氣體動(dòng)力學(xué)是研究氣體在流動(dòng)過(guò)程中，氣體與氣體、氣體與固體之間相互作用所遵循的規(guī)律及參數(shù)的變化規(guī)律。傳熱學(xué)的研究對(duì)象是熱量傳遞的規(guī)律。 31.1 物質(zhì)1.1.1 原子結(jié)構(gòu)自然界中的所有物質(zhì)都是由分子和原子組成的。分子：在任何狀態(tài)和形狀

2、下，都具有物質(zhì)原有特性的最小粒子稱為分子。原子：原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，它是一種元素被分割到仍然保持其化學(xué)性質(zhì)的最小顆粒。最簡(jiǎn)單的原子是氫原子，它由一個(gè)電子，一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成， 4原子的組成原子是由原子核和核外電子組成的。原子核是由質(zhì)子和中子組成的。質(zhì)子帶有正電荷，中子是不帶電荷的。原子核中的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相等。在多數(shù)原子中，中子和質(zhì)子的數(shù)目相等。 5核外電子電子是電學(xué)中的基本負(fù)電荷而不能再分割的粒子。電子繞原子核轉(zhuǎn)動(dòng)。電子是分層的，最接近原子核的電子層最多可容納兩個(gè)電子，第二層最多可容納八個(gè)電子，第三層最多可容納18個(gè)電子，。圖中表示的是氧原子：原子核中有8個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子，核外

3、有8個(gè)電子，分為兩層，里層有兩個(gè)電子，外層有6個(gè)電子。61.1 物質(zhì)-相變1.1.2 物態(tài)和相變物態(tài)：構(gòu)成物質(zhì)的粒子的聚集狀態(tài)叫物態(tài)。物態(tài)有三種，即固態(tài)；液態(tài)和氣態(tài)。相變：由一種物態(tài)向另一種物態(tài)的轉(zhuǎn)變叫相變。相變有：由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫液化；(放熱)，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)叫汽化；(吸熱)，由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫凝結(jié)；(放熱)，由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)叫熔解；(吸熱)，由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)叫升華；(吸熱)，由氣態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)叫結(jié)晶。(放熱) 。 三相點(diǎn)：物質(zhì)的汽化曲線，熔解曲線和升華曲線的交點(diǎn)稱為三相點(diǎn)。或是物質(zhì)的固態(tài)，液態(tài)和氣態(tài)共存的溫度點(diǎn)。71.2 物體的運(yùn)動(dòng)1.2.1 質(zhì)點(diǎn)、參考系、位移、速度和加速度機(jī)械運(yùn)動(dòng)是最簡(jiǎn)單最基本的

4、運(yùn)動(dòng)。所謂機(jī)械運(yùn)動(dòng)是一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置隨時(shí)間變化的過(guò)程。質(zhì)點(diǎn):如果在我們所研究的問(wèn)題中，物體的大小和形狀不起作用，或者所起的作用并不顯著而可以忽略不計(jì)時(shí)，我們就可以近似地把該物體看作是一個(gè)具有一定質(zhì)量而沒(méi)有大小和形狀的理想物體，這個(gè)理想物體被稱為質(zhì)點(diǎn)。例如，研究地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)時(shí)，由于地球的半徑比地球與太陽(yáng)間的距離小得多，地球上各點(diǎn)相對(duì)于太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可以看作是相同的，這時(shí)，就可以忽略地球的大小和形狀，把地球當(dāng)作一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。 81.2 物體的運(yùn)動(dòng)參考系:定義:要描述一個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，總得選擇另一物體或幾個(gè)彼此之間相對(duì)靜止的物體作為參考，然后研究這個(gè)物體相對(duì)于這些物體是如何運(yùn)動(dòng)的。被選作

5、參考的物體叫做參考系。特征:為了從數(shù)量上確定物體相對(duì)于參考系的位置，需要在參考系上選用一個(gè)固定的坐標(biāo)系，一般在參考系上先選定一點(diǎn)在為坐標(biāo)原點(diǎn)，再取通過(guò)原點(diǎn)并標(biāo)有長(zhǎng)度的線作為坐標(biāo)軸。常用的坐標(biāo)系是直角坐標(biāo)系，它的三條坐標(biāo)軸(X軸、Y軸、Z軸)相互垂直。根據(jù)需要，我們也可以選用其它的坐標(biāo)系，例如，極坐標(biāo)系、球坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系等。 91.2 物體的運(yùn)動(dòng)-位移位移和路程:定義:位移是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起始位置和終了位置之間的距離，而路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)起始位置和終了位置之間的軌跡。即是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)所經(jīng)過(guò)的路程。特征:在直線運(yùn)動(dòng)中,位移和路程相同,在曲線運(yùn)動(dòng)中,位移和路程不相同。位移是矢量，路程是標(biāo)量位移和路程的法定計(jì)量單

6、位是“米”。101.2 物體的運(yùn)動(dòng)-速度速度定義 :質(zhì)點(diǎn)的位移與相應(yīng)的時(shí)間的比值。特征:速度是矢量。有大小，也有方向，質(zhì)點(diǎn)的速度方向，是沿著軌跡上質(zhì)點(diǎn)所在點(diǎn)的切線方向。速度的法定計(jì)量單為是 “米/秒” , m/s速度的合成： ；遵循平行四邊形法則。速度的分解：遵循平行四邊形法則加速度 定義 :質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻或在某一位置的瞬時(shí)加速度(簡(jiǎn)稱為加速度)等于速度對(duì)時(shí)間的變化率。特征:加速度是矢量。有大小，也有方向。 加速度的法定計(jì)量單位是 米/秒2, m/s2 111.2 物體的運(yùn)動(dòng)-直線運(yùn)動(dòng)1.2.2 直線運(yùn)動(dòng)和圓周運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)分為勻速直線運(yùn)動(dòng)和變速直線運(yùn)動(dòng)兩類(lèi)。勻速直線運(yùn)動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)以速度在作勻速直線

7、運(yùn)動(dòng)時(shí)， 經(jīng)過(guò)時(shí)間質(zhì)點(diǎn)的位移為： S=Vt勻變速直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)以初速度V0，加速度a在作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t質(zhì)點(diǎn)的速度和位移分別為： V=V0+at S=V0t+at2/2自由落體運(yùn)動(dòng)是典型的勻加速運(yùn)動(dòng)。 圓周運(yùn)動(dòng)物體以轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其切向速度為： 121.2 物體的運(yùn)動(dòng)-牛頓第一定律1.2.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 一、牛頓第一定律牛頓第一定律是：任何物體都保持靜止的或沿一直線作勻速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。牛頓第一定律指明了任何物體都具有慣性，因此，牛頓第一定律又叫慣性定律。所謂慣性，就是物體所具有的保持其原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的特性。牛頓第一定律還說(shuō)明，僅當(dāng)

8、物體受到其它物體的作用時(shí)才會(huì)改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也就是說(shuō)，其它物體的作用是物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的相互作用就是力，因此我們說(shuō)，力是引起運(yùn)動(dòng)物體狀態(tài)改變的原因。131.2 物體的運(yùn)動(dòng)-慣性參考系1.2.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 慣性參考系運(yùn)動(dòng)只有相對(duì)于一定的參考系才有意義，所以牛頓第一定律還定義了一種參考系，在這種參考系中觀察，一個(gè)不受力作用的物體或處于受力平衡狀態(tài)下的物體，將保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)不變，這樣的參考系稱為慣性參考系。并非任何參考系都是慣性系。實(shí)驗(yàn)指出，對(duì)一般力學(xué)現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，地面參考系是一個(gè)足夠精確的慣性系。牛頓定律只有在慣性參考系中才成立。 141.2 物體的運(yùn)動(dòng)-

9、牛頓第三定律1.2.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 二、牛頓第三定律 牛頓第三定律是說(shuō)： 兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上， 大小相等而方向相反?；蛘哒f(shuō)，當(dāng)物體A以力FAB作用在物體B上時(shí)，物體B必定同時(shí)以力FBA作用在物體A上，F(xiàn)AB和FBA在一條直線上，大小相等而方向相反。 FAB =-FBA 作用力和反作用力總是同時(shí)以大小相等、方向相反的方式成對(duì)地出現(xiàn)的，它們同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失，沒(méi)有主次之分。 必須指出，作用力和反作用力是分別作用在兩個(gè)物體上的，這對(duì)掌握與應(yīng)用第三定律是特別重要的。 151.2 物體的運(yùn)動(dòng)-力1.2.3 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 三、常見(jiàn)力 :重力彈力:胡克定律 摩擦力:靜摩擦力 ,動(dòng)

10、摩擦力萬(wàn)有引力161.2 物體的運(yùn)動(dòng)-重力重力地球表面附近的物體都受到地球的吸引作用受到的力叫做重力。 W=mg式中m為質(zhì)量, 質(zhì)量為物體中所包含物質(zhì)的多少。其法定計(jì)量單位為公斤。171.2 物體的運(yùn)動(dòng)-彈力彈力發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體會(huì)產(chǎn)生力的作用，這種力叫彈力，又叫恢復(fù)力。彈力是產(chǎn)生在直接接觸的物體之間并以物體的形變?yōu)橄葲Q條件的。胡克定律在彈性限度內(nèi)，彈力大小和形變成正比FMX式中M叫彈簧的勁度系數(shù)， 負(fù)號(hào)表示彈力的方向總是 和彈簧位移的方向相反， 這就是說(shuō)，彈力總是指向 要恢復(fù)它原長(zhǎng)的方向。181.2 物體的運(yùn)動(dòng)-摩擦力摩擦力兩個(gè)相互接觸的物體在沿接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)

11、，或者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，在接觸面之間產(chǎn)生一對(duì)阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，叫做摩擦力。靜摩擦力相互接觸的兩個(gè)物體在外力作用下，雖有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，但并不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)的摩擦力叫靜摩擦力。物體所受到的靜摩擦力與該物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。靜摩擦力的大小視外力的大小而定，介乎0和某個(gè)最大靜摩擦力之間。 動(dòng)摩擦力當(dāng)外力超過(guò)最大靜摩擦力時(shí)，物體間產(chǎn)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)也有摩擦力，叫做滑動(dòng)摩擦力。滑動(dòng)摩擦力也與正壓力成正比。對(duì)于給定的一對(duì)接觸面來(lái)說(shuō)， ,一般兩者都小于1。 191.2 物體的運(yùn)動(dòng)-萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力任何兩個(gè)物體之間的吸引力叫萬(wàn)有引力。牛頓萬(wàn)有引力定律：對(duì)于質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn) 相距為r時(shí)

12、，它們之間的引力F為： F=G0m1m2 /r2式中G0叫萬(wàn)有引力常量 其數(shù)值為 G0 6.6710-11Nm2/kg 2重力是由地球?qū)λ砻娓浇奈矬w的引力引起的萬(wàn)有引力 。 201.2 物體的運(yùn)動(dòng)-牛頓第二定律四、牛頓第二定律:物體受到外力作用時(shí)，它所獲得的加速度的大小與外力的大小成正比，并與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。 F=ma牛頓第二定律表明物體的加速度和所受的力，它們同時(shí)存在，同時(shí)改變，同時(shí)消失。一旦作用在物體上的外力被撤去，物體的加速度立即消失，但這并不意味著物體停止運(yùn)動(dòng)，按照牛頓第一定律，這時(shí)物體將作勻速直線運(yùn)動(dòng)，這正是慣性的表現(xiàn)。物體有無(wú)運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)在它有無(wú)速

13、度，而運(yùn)動(dòng)有無(wú)改變，則要取決于它有無(wú)加速度。如果有加速度，則作用在物體上的外力一定存在，力是產(chǎn)生加速度的原因。211.2 物體的運(yùn)動(dòng)-力的疊加原理力的疊加原理:如果幾個(gè)力同時(shí)作用在一個(gè)物體上，則物體產(chǎn)生的加速度等于每個(gè)力單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的加速度的疊加，也等于這幾個(gè)力的合力產(chǎn)生的加速度。這一結(jié)論叫做力的獨(dú)立性原理，又叫力的疊加原理。 在某一瞬間，作用在物體上的所有外力的合力等于物體動(dòng)量的變化率，而且合力的方向與動(dòng)量變化率的方向相同。221.2 物體的運(yùn)動(dòng)-振動(dòng)231.2 物體的運(yùn)動(dòng)-振動(dòng)1.2.4 振動(dòng)自由振動(dòng):不在外力作用下的振動(dòng)叫做自由振動(dòng)。 受迫振動(dòng):物體在周期性外力的作用下產(chǎn)生的振動(dòng)，叫做

14、受迫振動(dòng)。振幅: 振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離。它的大小, 說(shuō)明物體振動(dòng)的強(qiáng)弱程度。周期: 物體完成一次全振動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間。頻率: 單位時(shí)間內(nèi)物體完成全振動(dòng)的次數(shù)。物體作自由振動(dòng)時(shí)的頻率叫做自由振動(dòng)頻率, 或叫固有頻率。241.2 物體的運(yùn)動(dòng)-振動(dòng)1.2.4 振動(dòng)理論和實(shí)驗(yàn)都證明, 物體的自由振動(dòng)頻率的高低, 完全由物體本身的性質(zhì)(剛度、質(zhì)量、尺寸等)決定, 而與外力的大小無(wú)關(guān)。共振：當(dāng)物體振動(dòng)的自由頻率與外力頻率接近或一致時(shí), 物體振動(dòng)的振幅會(huì)急劇增大, 這種現(xiàn)象叫做共振。在機(jī)械結(jié)構(gòu)中, 共振的破壞性很大, 必須加以防止。 251.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)1.3.1 熱力學(xué)的基本概念系統(tǒng)（熱力系）：

15、在熱力學(xué)中將研究對(duì)象的物質(zhì)及其所在的空間稱為系統(tǒng)。外界：系統(tǒng)之外能夠以某種方式與系統(tǒng)發(fā)生相互作用的局部區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)稱為外界。界面：系統(tǒng)與外界之間的分界面稱為界面。界面可以是真實(shí)的, 也可以是假想的; 可以是固定的, 也可以是運(yùn)動(dòng)的。系統(tǒng)與外界之間的相互作用是指能量（包括熱量和功）交換和質(zhì)量交換。261.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)系統(tǒng)的分類(lèi)：閉口系：與外界無(wú)質(zhì)量交換的系統(tǒng)稱為閉口系。特點(diǎn)是系統(tǒng)中包含工質(zhì)的質(zhì)量保持不變。開(kāi)口系：與外界有質(zhì)量交換的系統(tǒng)稱為開(kāi)口系。特點(diǎn)是系統(tǒng)的容積保持不變。絕熱系：與外界無(wú)熱量交換的系統(tǒng)稱為絕熱系。孤立系：與外界既無(wú)質(zhì)量的交換也無(wú)能量的交換稱為孤立系。特點(diǎn)是系統(tǒng)中包含工質(zhì)的質(zhì)量和

16、能量均保持不變。簡(jiǎn)單可壓縮系：由可壓縮流體構(gòu)成, 與外界只交換熱量和一種模式功的系統(tǒng)稱為簡(jiǎn)單可壓縮系。這種系統(tǒng)與外界交換功的模式為容積功。271.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)狀態(tài)：在某一指定的瞬間系統(tǒng)所呈現(xiàn)的一切宏觀性質(zhì)的綜合表現(xiàn)稱為系統(tǒng)的狀態(tài)。系統(tǒng)可能呈現(xiàn)各種不同的狀態(tài), 其中具有特別重要意義的是平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)：所謂平衡態(tài)是系統(tǒng)與外界不發(fā)生相互作用的條件下, 其宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。熱力過(guò)程系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)向另一個(gè)平衡態(tài)變化時(shí)所經(jīng)歷的全部狀態(tài)的總和稱為熱力過(guò)程。熱力過(guò)程根據(jù)其性質(zhì)可分為: 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程、不平衡過(guò)程、可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程等。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程： 由一系列無(wú)限接近于內(nèi)部平衡狀態(tài)的狀態(tài)所組成,

17、而且以幾乎趨近于零的速度進(jìn)行的熱力過(guò)程稱為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程, 或稱為準(zhǔn)平衡過(guò)程和內(nèi)部平衡過(guò)程。 可逆過(guò)程：系統(tǒng)在經(jīng)歷某一熱力過(guò)程后, 能夠簡(jiǎn)單地逆轉(zhuǎn), 使系統(tǒng)和外界可以同時(shí)完全復(fù)原的過(guò)程稱為可逆過(guò)程, 否則是不可逆過(guò)程。循環(huán)：封閉的熱力過(guò)程稱為熱力循環(huán), 簡(jiǎn)稱為循環(huán)。此時(shí)系統(tǒng)從一個(gè)平衡態(tài)經(jīng)過(guò)一系列的狀態(tài)又回到原來(lái)的狀態(tài)。281.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-溫度狀態(tài)參數(shù)：描寫(xiě)系統(tǒng)性質(zhì)的宏觀物理量。基本狀態(tài)參數(shù)： 可以直接測(cè)量的狀態(tài)參數(shù)稱為基本狀態(tài)參數(shù)。例如溫度、壓力、比容等。溫度：溫度表示物體的冷熱程度。它是描寫(xiě)處于熱平衡狀態(tài)的系統(tǒng)宏觀特性的物理量。溫標(biāo)：溫度的數(shù)值表示法稱為溫標(biāo)。分為熱力學(xué)溫標(biāo)、攝氏溫標(biāo)、華氏溫

18、標(biāo)等。熱力學(xué)溫標(biāo)是與測(cè)溫物質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)的溫標(biāo)，單位為開(kāi)爾文，代號(hào)為K，以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的三相點(diǎn)為唯一的基準(zhǔn)點(diǎn)，并規(guī)定水的三相點(diǎn)的溫度為273.16K，溫度單位為1/273.16。攝氏溫標(biāo)是選用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的兩相點(diǎn)（冰水混合物）為0度，沸點(diǎn)為100度，并將溫度視為測(cè)溫物某一物性的線性函數(shù)的溫標(biāo)。熱力學(xué)溫度與攝氏溫度之間的關(guān)系： T（K）t273.15華氏溫標(biāo)是選用標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的兩相點(diǎn)（冰水混合物）為32度， 沸點(diǎn)為212度，并將溫度視為測(cè)溫物某一物性的線性函數(shù)的溫標(biāo)。攝氏溫度與華氏溫度之間的關(guān)系 tc=（tF-32）5/9； TF=32+9tc/5291.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-壓力壓力單位面積上所

19、承受的垂直方向的作用力稱為壓強(qiáng)或稱為壓力。壓力的法定計(jì)量單位是帕斯卡，簡(jiǎn)稱為帕，用Pa表示。 1Pa=1N/m2 1MPa=106Pa；1bar=105Pa絕對(duì)壓力：系統(tǒng)的真實(shí)壓力是絕對(duì)壓力。絕對(duì)壓力的基準(zhǔn)點(diǎn)是絕對(duì)真空。表壓力：系統(tǒng)的真實(shí)壓力超出當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ牟糠纸斜韷骸?pg=p - p0真空度：系統(tǒng)的真實(shí)壓力低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ牟糠纸姓婵斩取?pv=p0 - p注意：表壓和真空度都不是狀態(tài)參數(shù)，因?yàn)樗鼈兊臄?shù)值不但與系統(tǒng)的真實(shí)壓力有關(guān)，而且與當(dāng)?shù)氐拇髿鈮毫τ嘘P(guān)。所以絕對(duì)壓力才是狀態(tài)參數(shù)。 301.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-狀態(tài)方程比容單位質(zhì)量的物質(zhì)所占有的容積稱為比容。比容的法定計(jì)量單位是m3/kg。

20、v=V/m狀態(tài)方程平衡態(tài)下基本狀態(tài)參數(shù)壓力， 溫度和比容之間的關(guān)系式稱為狀態(tài)方程，即 F（p，v，T）=0完全氣體狀態(tài)方程：完全氣體：將氣體分子自身體積和分子間作用力忽略不計(jì)的氣體稱為完全氣體。實(shí)驗(yàn)和理論都表明：當(dāng)壓力不太高，溫度不太低時(shí)，各種氣體都可按完全氣體來(lái)處理。對(duì)于1公斤完全氣體其狀態(tài)方程為： pv=RT式中：為氣體常數(shù)。氣體常數(shù)只決定于氣體的種類(lèi)不隨氣體的狀態(tài)而變化。空氣的氣體常數(shù)為287.06j/（kg，K）。 pV=mRT311.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-功四、功和熱 功：功是力和沿著力的方向所移動(dòng)的距離的乘積，用符號(hào)W表示。 在熱力學(xué)中功的定義是： 系統(tǒng)在熱力過(guò)程中通過(guò)邊界與外界之間依靠

21、除溫差以外的任何勢(shì)差所傳遞的能量。要特別指出不能說(shuō)在某狀態(tài)下系統(tǒng)具有多少功，而只能說(shuō)系統(tǒng)與外界交換了多少功。系統(tǒng)內(nèi)單位質(zhì)量的物質(zhì)與外界所交換的功稱為比功，用符號(hào)w系統(tǒng)對(duì)外界作功，則功為正（）外界對(duì)系統(tǒng)作功，則功為負(fù)（） 功的法定計(jì)量單位為“焦耳”(j)； 比功的單位為“焦耳公斤”(j/kg)。321.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-容積功容積功：在熱力過(guò)程中由于系統(tǒng)容積（比容）變化與外界交換的功稱為容積功。容積功分為膨脹功和壓縮功。在熱力過(guò)程中容積不斷變大時(shí)與外界交換的功稱為膨脹功。在熱力過(guò)程中容積不斷變小時(shí)與外界交換的功稱為壓縮功。膨脹功為正，而壓縮功為負(fù)。功率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所完成的功稱為功率。用符號(hào)N表示。

22、 功率的法定單位為瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，瓦焦?fàn)柮搿?31.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱量4、熱量：Q 系統(tǒng)在過(guò)程中通過(guò)邊界與外界之間依靠溫差所傳遞的能量稱為熱量。 系統(tǒng)內(nèi)單位質(zhì)量的物質(zhì)與外界所交換的熱量稱為比熱量，用符號(hào)q表示。工程熱力學(xué)中規(guī)定： 外界對(duì)系統(tǒng)加熱，則熱量為正() 系統(tǒng)向外界放熱，則熱量為負(fù)() 熱量的法定計(jì)量單位為“焦耳”(j)， 比熱量的單位為“焦耳公斤”(j/kg)。341.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-內(nèi)能1.3.2 熱力學(xué)基本定律 一、熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第一定律是能量守衡和轉(zhuǎn)換定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用。1 、內(nèi)能: 熱力系內(nèi)部?jī)?chǔ)存的能量。 U=UK + Up+UM+UA式中：U-內(nèi)能； UK 內(nèi)動(dòng)能，

23、它的大小取決于溫度； Up 內(nèi)勢(shì)能；它的大小取決于分子間的距離，即取決于比容； UM 化學(xué)能； UA 原子能。在工程熱力學(xué)范圍內(nèi)，內(nèi)能只包含有內(nèi)動(dòng)能和內(nèi)勢(shì)能。內(nèi)能是狀態(tài)參數(shù)。對(duì)于完全氣體，內(nèi)能只包含有內(nèi)動(dòng)能，所以，完全氣體的內(nèi)能只是溫度的單值函數(shù)。內(nèi)能的法定計(jì)量單位為j（焦?fàn)枺?1公斤工質(zhì)的內(nèi)能稱為比內(nèi)能，比內(nèi)能的法定計(jì)量單位為j/kg。351.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱力學(xué)第一定律1.3.2 熱力學(xué)基本定律一、熱力學(xué)第一定律圖示的由氣缸活塞組成的閉口熱力系, 在初始平衡狀態(tài)時(shí), 熱力系的內(nèi)能為U1, 當(dāng)外界對(duì)熱力系加入Q的熱量時(shí), 熱力系對(duì)外界作了W的功, 使熱力系達(dá)到平衡狀態(tài), 這時(shí)熱力系的內(nèi)能為

24、U2 根據(jù)能量守恒和轉(zhuǎn)換定律, 在此過(guò)程中進(jìn)入熱力系的能量為Q, 離開(kāi)熱力系的能量為W, 熱力系儲(chǔ)存能量的變化為UU2U1 于是有: 361.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱力學(xué)第一定律1.3.2 熱力學(xué)基本定律 閉口系熱力學(xué)第一定律：閉口系與外界交換的熱量等于系統(tǒng)內(nèi)能的變化與熱力系與外界所交換的功之和。 Q=U2-U1+W 或 q=u2-u1+w它們適用于任何過(guò)程，也適用于任何工質(zhì)。是一個(gè)普遍適用的關(guān)系式。 微分形式可表示為: Q =dU+ W 或 q=du+w循環(huán)過(guò)程中的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式是：系統(tǒng)與外界交換的循環(huán)功等于與外界交換的循環(huán)熱。 371.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-焓焓： 焓的定義為: H=U+pV 焓

25、是狀態(tài)參數(shù)。 單位質(zhì)量物質(zhì)的焓稱為比焓, 用 h 表示, 即 h=u+pv 焓的法定計(jì)量單位為j（焦?fàn)枺? 比焓的單位為j/kg。用焓表示的熱力學(xué)第一定律 q=d h +wt 式中wt叫技術(shù)功。 Wt =-v dp381.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱力學(xué)第二定律1.3.2 熱力學(xué)基本定律 二、熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律的任務(wù)是研究熱力過(guò)程進(jìn)行的方向，條件和限度的 熱力學(xué)第二定律的兩種說(shuō)法： 開(kāi)爾文說(shuō)法：“不可能制造出從單一熱源吸熱并使之全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ难h(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)”。 克勞修斯說(shuō)法：“不可能由低溫物體向高溫物體傳送熱量而不引起其它變化”。 391.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱力學(xué)第二定律401.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱

26、力學(xué)第二定律1.3.2 熱力學(xué)基本定律 熵和熵方程熵：在微元可逆過(guò)程中系統(tǒng)與外界交換的熱量與換熱時(shí)系統(tǒng)溫度的比值叫微元熵增，用符號(hào) dS 表示，S稱為熵。 dS=（Q/T）re熵是狀態(tài)參數(shù)。 單位質(zhì)量的物質(zhì)的熵稱為比熵，用s表示。 s=S/m 或 ds=（q/T）re熵的法定計(jì)量單位為j/K， 比熵的單位為（j/kg，K，）。 411.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱力學(xué)第二定律不可逆過(guò)程的熵可逆過(guò)程的熵:熱力系由狀態(tài)1經(jīng)可逆過(guò)程A到狀態(tài)2, 熵的變化為:不可逆過(guò)程的熵:熱力系由狀 態(tài)1經(jīng)不可逆過(guò)程B到狀態(tài)2, 熵的變化為: 421.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱力學(xué)第二定律1.3.2 熱力學(xué)基本定律 熵方程： dS=

27、 Sf+ Sg 或 ds= sf+ sg 熵流：熵流是由于系統(tǒng)與外界換熱而產(chǎn)生的熵的變化量sf 。 它是熱能中的不可用能部分的表征。 熵產(chǎn)：熵產(chǎn)是由不可逆因素引起的系統(tǒng)熵的變化量sg ， 熵產(chǎn)恒為正值或等于零。它是系統(tǒng)中可用能的不可逆損失的表征?；蛘哒f(shuō)熵產(chǎn)是一切不可逆特征的表征。431.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-熱力學(xué)第二定律關(guān)于熵的幾個(gè)問(wèn)題1、在狀態(tài)1和2之間有兩個(gè)過(guò)程,其中， 過(guò)程A為可逆過(guò)程,過(guò)程B為不可逆過(guò)程。則S1A2與S1B2的關(guān)系是: S1A2 S1B2; S1A2 =S1B2; S1A2 S1B22、熱力系經(jīng)歷一可逆過(guò)程,外界對(duì)熱力系加入10千焦的熱量，對(duì)外作出4千焦的功,則熱力系的熵變

28、大于零;小于零;等于零,不等于零。 3、熱力系經(jīng)歷一可逆過(guò)程,熱力系向外界放出10千焦，外界對(duì)熱力系輸入4千焦的功,則熱力系的熵變大于零;小于零;等于零,不等于零。4、熱力系經(jīng)歷一不可逆過(guò)程,外界對(duì)熱力系加入10千焦的熱量，對(duì)外作出4千焦的功，則熱力系的熵變大于零;小于零;等于零,不等于零。 5、熱力系經(jīng)歷一不可逆過(guò)程,向外界放出10千焦，外界對(duì)熱力系輸入4千焦的功,則熱力系的熵變大于零;小于零;等于零,不能判別。 441.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-氣體的熱力性質(zhì)1.3.3 完全氣體的熱力性質(zhì)一、比熱容: 1公斤質(zhì)量的物質(zhì)在無(wú)耗散的準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中，溫度升高（或降低）K所需加入（或放出）的熱量稱為該物質(zhì)在此

29、過(guò)程中的比熱容。比熱容法定計(jì)量單位是（J/kg.K) 1、定容比熱容：1公斤的氣體在容積不變的無(wú)耗散準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中， 溫度升高（或降低）1K所需加入（或放出）的熱量稱為該種氣體的定容比熱容。用符號(hào)cv表示。 定容比熱容與氣體的種類(lèi)和溫度有關(guān)。 定容比熱容的法定計(jì)量單位為（J/kg，K）。2、定壓比熱容：1公斤的氣體在壓力不變的無(wú)耗散準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中， 溫度升高（或降低）1K所需加入（或放出）的熱量稱為該種氣體的定壓比熱容。用符號(hào)cp表示。 定壓比熱容與氣體的種類(lèi)和溫度有關(guān)。 定壓比熱容的法定計(jì)量單位為（J/kg，K）。451.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-氣體的熱力性質(zhì)1.3.3 完全氣體的熱力性質(zhì)3、定壓比熱容

30、與定容比熱容的關(guān)系（1）梅耶關(guān)系式：對(duì)于完全氣體有 cp-cv=R 此式表明：盡管完全氣體的定壓比熱容和定容比熱容都隨溫度而變化，而它們的差值卻與溫度無(wú)關(guān)，恒等于氣體常數(shù)。又因?yàn)闅怏w常數(shù)R， 所以 cp cv 。 （2）熱容比（絕熱指數(shù)，定熵指數(shù) ） 定壓比熱容與定容比熱容的比值稱為熱容比，又叫絕熱指數(shù)或定熵指數(shù)。即 k=cp/cv 熱容比不但與氣體的種類(lèi)有關(guān)，而且與溫度有關(guān)。當(dāng)將熱容比作為常數(shù)處理時(shí)，對(duì)于空氣1.40，對(duì)于燃?xì)?.33。461.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-氣體的熱力性質(zhì)1.3.3 完全氣體的熱力性質(zhì)二、完全氣體的內(nèi)能, 焓和熵1、內(nèi)能：完全氣體的內(nèi)能僅僅是溫度的函數(shù)。對(duì)于定比熱完全氣體：

31、 u2-u1=cv（T2-T1） 2、焓：完全氣體的焓也僅僅是溫度的函數(shù)。對(duì)于定比熱完全氣體： h2-h1=cp（T2-T1） 3熵 三、熱量的計(jì)算 熱量是過(guò)程量,不同的過(guò) 程用不同的公式進(jìn)行計(jì)算. 471.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-定熵過(guò)程1.3.4 熱力過(guò)程 一、定熵過(guò)程:可逆的絕熱過(guò)程是定熵過(guò)程.過(guò)程方程為: 常數(shù)=481.3 熱力學(xué)基礎(chǔ)-多變過(guò)程1.3.4 熱力過(guò)程 二、多變過(guò)程:滿足 p v n C的過(guò)程叫做多變過(guò)程.當(dāng)n時(shí)：多變過(guò)程的過(guò)程方程變?yōu)椋簆常數(shù)，為定壓過(guò)程。當(dāng)n時(shí)：多變過(guò)程的過(guò)程方程變?yōu)椋篢常數(shù)，為定溫過(guò)程。當(dāng)n時(shí)：多變過(guò)程的過(guò)程方程變?yōu)椋簊常數(shù)；為定熵過(guò)程。 當(dāng)n：多變過(guò)程的過(guò)程

32、方程變?yōu)椋簐常數(shù)，為定容過(guò)程。491.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 1.4.1 氣體的性質(zhì)一、氣體的壓縮性 壓縮性是氣體的重要屬性。 氣體的密度隨著壓力或溫度的變化而變化的性質(zhì)稱為氣體壓縮性。對(duì)于氣流速度和當(dāng)?shù)匾羲僦龋ㄔ摫戎捣Q為馬赫數(shù)，用符號(hào)Ma表示）小于0.3的定熵絕能流動(dòng)可以當(dāng)作不可壓流來(lái)處理。 二、氣體的粘性 粘性是實(shí)際氣體的一個(gè)物理屬性。它表示出氣體對(duì)于切向力的一種反抗能力。 501.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 1.4.1 氣體的性質(zhì)1附面層:沿壁面法線方向速度梯度較大的一層流體稱為附面層,附面層的厚度為,附面層邊界流體的速度為99%V 2層流和紊流臨界雷諾數(shù)Recr ：當(dāng)Re Recr 時(shí)，為層流流

33、動(dòng)；當(dāng)Re Recr時(shí)，為紊流流動(dòng)；對(duì)于光滑管內(nèi)流動(dòng)Recr =2300雷諾數(shù)的物理意義511.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 1.4.1 氣體的性質(zhì)3牛頓內(nèi)摩擦定律 牛頓內(nèi)摩擦定律指出，當(dāng)流體處于層流流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，流體內(nèi)摩擦力的大小與流體的速度梯度和接觸面積成正比，而且還與流體的性質(zhì)有關(guān)。 牛頓內(nèi)摩擦定律只適用于流動(dòng)狀態(tài)為層流的情況，而不適用于紊流的流動(dòng)狀態(tài)，也不適用于非牛頓流體。牛頓內(nèi)摩擦定律中的稱為動(dòng)力粘性系數(shù)。它是一個(gè)物性參數(shù)，其大小取決于氣體的物理性質(zhì)和溫度。對(duì)氣體來(lái)說(shuō)，溫度越高，動(dòng)力粘性系數(shù)越大。521.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-基本方程 1.4.2 一維定常流的基本方程一維定常流動(dòng)是指在流動(dòng)中描寫(xiě)流

34、體運(yùn)動(dòng)的參數(shù), 如速度、壓力、密度、溫度等都是一個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)，這個(gè)坐標(biāo)可以是直線坐標(biāo)，也可以是曲線坐標(biāo)。自然界中的一切過(guò)程都遵守質(zhì)量守恒定律、能量守恒與轉(zhuǎn)換定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律及熱力學(xué)第一定律。當(dāng)然，氣體在流動(dòng)過(guò)程中也遵守這些定律。把這些定律應(yīng)用于氣體流動(dòng)過(guò)程所得到的數(shù)學(xué)關(guān)系式稱為基本方程，包括：連續(xù)方程、動(dòng)量方程、能量方程、貝努利方程。531.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-連續(xù)方程 1.4.2 一維定常流的基本方程連續(xù)方程將質(zhì)量守恒定律應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)流體所得到的數(shù)學(xué)關(guān)系式稱為連續(xù)方程。一維定常流中，控制體內(nèi)氣體的質(zhì)量保持不變，因此，質(zhì)量守恒定律可表述為單位時(shí)間內(nèi)流入控制體的質(zhì)量等于單位時(shí)間流出控制體的流體的

35、質(zhì)量。即：qm1=qm2質(zhì)量流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)流入或流出控制體的流體的質(zhì)量稱為質(zhì)量流量。質(zhì)量流量的法定計(jì)量單位為：kg/s。在一維定常流中, 通過(guò)同一流管任意截面上的流體的質(zhì)量流量保持不變。 常數(shù)體積流量, 單位時(shí)間流入或流出控制體流體的體積。體積流量的法定計(jì)量單位為：m3/s。當(dāng)流體不可壓縮時(shí)：常數(shù)541.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-動(dòng)量方程 1.4.2 一維定常流的基本方程動(dòng)量方程將牛頓第二定律應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)流體所得到的數(shù)學(xué)關(guān)系式稱為動(dòng)量方程。對(duì)于無(wú)粘性的一維定常流, 在忽略質(zhì)量力的情況下, 其動(dòng)量方程為; dp+VdV=0 此式說(shuō)明: 當(dāng)氣流壓力的增量為正時(shí), 氣流速度的增量一定為負(fù)；當(dāng)氣流壓力的增量

36、為負(fù)時(shí), 氣流速度的增量一定為正。這就是說(shuō)，在同一流管中氣流靜壓增大的地方，流速減??；氣流靜壓減小的地方，流速增大。55一維定常流能量方程561.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-能量方程 1.4.2 一維定常流的基本方程能量方程將能量守恒定律和轉(zhuǎn)換定律應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)流體所得到的數(shù)學(xué)關(guān)系式稱為能量方程。能量方程可表述為：控制體內(nèi)單位質(zhì)量的流體與外界交換的熱量等于焓的變化量、動(dòng)能變化量、重力位能變化量及通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與外界所交換的軸功之和，即： Q=（H2-H1）+gm（z2-z1）+W s +m（V22-V12）/2 q=（h2-h1）+g（z2-z1）+w s +（V22-V12）/2 對(duì)于氣體，可以略去重力位能

37、的變化量，則能量方程可以用總焓表示為： q=h2*-h1*+ws 或 q=dh*+ws 該式說(shuō)明, 在一維定常流中，控制體與外界交換的熱量等于體系總焓的變化量與體系通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與外界交換的軸功之和。 571.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-貝努利方程 1.4.2 一維定常流的基本方程不可壓流的貝努利方程對(duì)于定熵絕能忽略重力位能的不可壓流,密度常數(shù),可以得到: 它說(shuō)明在不可壓流中任一點(diǎn)流體的靜壓與動(dòng)壓之和保持不變。定義不可壓流的靜壓與動(dòng)壓之和為全壓, 也可以稱為總壓, 用符號(hào)p*表示。在不可壓流中, 當(dāng)流動(dòng)管道橫截面積縮小時(shí), 流體的流速增大, 壓力下降。反之, 當(dāng)流動(dòng)管道橫截面積擴(kuò)大時(shí), 流體的流速下降,

38、壓力增高。流動(dòng)參數(shù)的這種變化規(guī)律可用圖1-20表示。581.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-貝努利方程不可壓流的貝努利方程59文氏管測(cè)流速流量 由貝努利方程 連續(xù)方程 得到601.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-音速和馬赫數(shù)1.4.3 音速和馬赫數(shù) 一、音速音速是微弱擾動(dòng)壓縮波和微弱擾動(dòng)膨脹波在流體介質(zhì)中的傳播速度，用符號(hào)a表示。完全氣體中音速的計(jì)算公式是： 對(duì)于空氣：二、馬赫數(shù)流場(chǎng)中任一點(diǎn)處的流速與該點(diǎn)處氣體的音速的比值，叫做該點(diǎn)處氣流的馬赫數(shù)，用符號(hào)Ma表示。即 Ma =V/ a 馬赫數(shù)的物理意義:氣體宏觀運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與微觀運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的比值.馬赫數(shù)的用途:氣體壓縮性的判別準(zhǔn)則;根據(jù)馬赫數(shù)的大小可以把流動(dòng)分為：亞音速流動(dòng)

39、 Ma1.0； 音速流動(dòng) Ma1.0； 超音速流動(dòng) Ma1.0。無(wú)粘性可壓縮流動(dòng)力相似的判別準(zhǔn)則。611.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-滯止參數(shù)1.4.4 滯止參數(shù) 一、滯止?fàn)顟B(tài)滯止?fàn)顟B(tài)：某一狀態(tài)的氣流通過(guò)定熵絕能的過(guò)程將速度滯止為零時(shí)的狀態(tài)稱為該狀態(tài)的滯止?fàn)顟B(tài)。滯止參數(shù)：通過(guò)定熵絕能的過(guò)程將氣流速度滯止到零而得到的參數(shù)。滯止參數(shù)又叫總參數(shù)。其中包括有滯止焓（總焓）、滯止溫度（總溫）、滯止壓力（總壓）、滯止密度（總密度）和滯止音速等。分別用符號(hào)h*、T*、p*和a*表示。和滯止參數(shù)相對(duì)應(yīng)的是氣體流動(dòng)過(guò)程中任何一點(diǎn)的當(dāng)?shù)責(zé)崃?shù)：h、T和p。這些稱為靜參數(shù)，是觀察者和氣流微團(tuán)一起運(yùn)動(dòng)時(shí)測(cè)得的熱力參數(shù)。 6

40、2滯止參數(shù)631.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-滯止參數(shù)1.滯止焓和滯止溫度滯止焓：流場(chǎng)內(nèi)任一點(diǎn)的滯止焓就是該點(diǎn)的靜焓與動(dòng)能之和。 h* h +V2/2 滯止溫度 2、滯止壓力飛機(jī)上的飛行馬赫數(shù)表就是根據(jù)此式制成的。641.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-滯止參數(shù)4.滯止參數(shù)的變化規(guī)律總焓形式的能量方程 q=h2*-h1*+ws總壓形式的能量方程 651.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-滯止參數(shù)熱阻：對(duì)流動(dòng)的氣體加熱使氣流總壓下降的現(xiàn)象叫熱阻。影響熱阻的因素有：加熱量和氣流馬赫數(shù)。當(dāng)氣流馬赫數(shù)保持不變時(shí)，加熱量大則總壓下降多，熱阻大；當(dāng)加熱量保持不變時(shí)，氣流馬赫數(shù)大則總壓下降多，熱阻大；661.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-臨界參數(shù)1.

41、4.5 臨界參數(shù)和速度系數(shù) 1、臨界參數(shù)將某一狀態(tài)的氣流通過(guò)定熵絕能的膨脹或壓縮過(guò)程使氣流達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)的參數(shù)稱為臨界參數(shù)。臨界參數(shù)有臨界音速、臨界速度、臨界壓力、臨界溫度、臨界密度和臨界面積等。分別用符號(hào)acr、Vcr、Tcr、pcr和Acr表示。臨界音速 對(duì)于空氣 對(duì)于燃?xì)?671.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-速度系數(shù)2速度系數(shù)氣流速度與臨界音速的比值為速度系數(shù)，用符號(hào)表示，即當(dāng)Ma時(shí)，；當(dāng)Ma 時(shí)，；當(dāng)Ma 時(shí)，；當(dāng)Ma 時(shí)，；當(dāng)Ma 時(shí)，681.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-氣動(dòng)函數(shù)三 氣體動(dòng)力學(xué)函數(shù)1、用表示的總靜參數(shù)之比的關(guān)系式691.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2 流量函數(shù)密流是：?jiǎn)挝粫r(shí)間流過(guò)單位面積的流體

42、質(zhì)量。流量函數(shù)當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)，隨著的增大， 也增加；當(dāng)時(shí)， ；當(dāng)時(shí)，隨著的增大， 減??；當(dāng) 時(shí)， 。 70流量函數(shù)711.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)1.4.6 流量函數(shù)對(duì)于一個(gè)給定的 值只有一個(gè) 值與之對(duì)應(yīng)；對(duì)于一個(gè)給定的 值，一般有兩個(gè) 值與之對(duì)應(yīng)，其中一個(gè)是亞音速的值，另一個(gè)是超音速的值。流量公式721.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-變截面流對(duì)于一維定常定熵絕能流，由于總參數(shù)保持不變，則有 ：A 時(shí)： Ma V p T時(shí)： Ma V p TA 時(shí)： Ma V p T時(shí)： Ma V p T731.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-變截面流亞音速氣流 ：管道截面積減小時(shí)，氣流的速度增大；靜壓和靜溫下降。管道截面積增大時(shí)，氣流的

43、速度減小。靜壓和靜溫上升。超音速氣流：管道截面積增大時(shí)，氣流的速度增大；靜壓和靜溫下降。管道截面積減小時(shí)，氣流的速度減小。靜壓和靜溫上升。74一維定常流751.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-變截面流當(dāng)時(shí)，管道的截面積最小，即臨界截面必然是管道中的最小截面。但是應(yīng)該指出，管道的最小截面并不一定是臨界截面。要將氣流定熵絕能地由亞音速加速到超音速，管道必須作成先收縮后擴(kuò)張的形狀，即所謂的拉瓦爾噴管。 噴管：使氣流速度增加，壓力下降的管道。擴(kuò)壓器：使氣流速度下降，壓力增加的管道。76拉瓦爾噴管771.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-激波1.4.7 激波 一、微弱擾動(dòng)在氣流中的傳播1在靜止氣體中：微弱擾動(dòng)可以傳遍整個(gè)流場(chǎng)。

44、2在亞音速氣流中：微弱擾動(dòng)可以傳遍整個(gè)流場(chǎng)。 3在音速氣流中：微弱擾動(dòng)只能向下游傳播, 不能向上游傳播 4在超音速氣流中：微弱擾動(dòng)只能向下游在馬赫錐內(nèi)傳播。馬赫錐的錐面叫做馬赫波;馬赫錐的母線與來(lái)流速度方向之間的夾角叫做馬赫角。 78791.4 氣體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)-激波1.4.7 激波二、激波激波的特點(diǎn)是: 超音速氣流通過(guò)激波后，氣流速度和氣流馬赫數(shù)突然下降, 而氣流壓力, 溫度, 密度突然增大氣流流過(guò)激波是一個(gè)絕能的流動(dòng)過(guò)程, 故總溫不變, 而總壓突然下降, 產(chǎn)生較大的損失 正激波：激波波面與來(lái)流方向相垂直。超音速氣流流過(guò)正激波后, 變?yōu)閬喴羲贇饬?。斜激波：超音速氣流流過(guò)斜激波后,氣流馬赫數(shù)變小, 但一般仍為超音速。曲線激波： 80811.5 傳熱基礎(chǔ)1.5.1 導(dǎo)熱熱量從物體中溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分，或者從溫度較高的物體傳遞到與之接觸的溫度較低的另一物體的過(guò)程稱為導(dǎo)熱，