气体的一维流动.ppt

《气体的一维流动.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、《工程流体力学》电子教案石油天然气工程学院第六章气体的一维流动§6.1微弱扰动的一维传播声速马赫数§6.2气流的特定状态和参考速度速度系数§6.3正激波§6.4变截面管流§6.5等截面摩擦管流§6.6等截面换热管流§6.1微弱扰动的一维传播声速马赫数一、微弱扰动的一维传播活塞右移形成压缩波活塞左移形成膨胀波§6.1微弱扰动的一维传播声速马赫数一、微弱扰动的一维传播（续）选用与微弱扰动波一起运动的相对坐标系为参考坐标系连续方程动量方程二、声速声音传播的速度，即微弱扰动波传播的速度。声音是由微弱压缩和

2、微弱膨胀波交替组成的。流体完全气体空气§6.1微弱扰动的一维传播声速马赫数二、声速（续）在相同温度下，不同介质中有不同的声速。流体中的声速是状态参数的函数。流体可压缩性大，声速低；流体可压缩性小，声速高。在同一气体中，声速随着气体温度的升高而增高，并与气体热力学温度的平方根成比例。§6.1微弱扰动的一维传播声速马赫数三、马赫数气体在某点的流速与当地声速之比。§6.1微弱扰动的一维传播声速马赫数亚声速流声速流超声速流一、滞止状态假定气体的流动速度等熵地滞止到零时的状态称为滞止状态。§6.2气流的特定

3、状态和参考速度速度系数滞止状态参数用下标0表示滞止焓:h0滞止压强:p0滞止密度:0滞止温度:T0一、滞止状态（续）滞止参数与静参数的关系§6.2气流的特定状态和参考速度速度系数绝能等熵流中，Ma增大，温度、声速、压强、和密度都减小。二、极限状态假定气体的分子无规则运动的动能（即气流的静温和静压均降到零）全部转换成宏观运动动能的状态称为极限状态。§6.2气流的特定状态和参考速度速度系数绝能等熵流中，单位质量气体所具有的总能量等于极限速度的速度头。极限速度三、临界状态气流速度恰好等于当地临界速度时

4、的状态称为临界状态。§6.2气流的特定状态和参考速度速度系数临界状态参数用下标cr表示滞止焓:hcr滞止压强:pcr滞止密度:cr滞止温度:Tcr三、临界状态（续）临界参数与滞止参数的关系§6.2气流的特定状态和参考速度速度系数绝能等熵流中，各临界参数均保持不变。三、临界状态（续）当地声速c与临界声速ccr的区别§6.2气流的特定状态和参考速度速度系数当地声速c——气体所处状态下实际存在的声速。临界声速ccr——气体所处状态相对应的临界状态下的声速。四、速度系数1.常见参考速度§6.2气流的特定

5、状态和参考速度速度系数当地声速c临界声速ccr极限速度vmax2.速度系数M*气流速度与临界声速ccr之比称为速度系数。引用M*的好处：(1)绝能流中ccr是常数(2)绝能流中极限状态时,Ma→∞,而M*为有限值。四、速度系数（续）3.M*与Ma间的对应关系§6.2气流的特定状态和参考速度速度系数四、速度系数（续）4.用M*表示的静总参数比§6.2气流的特定状态和参考速度速度系数一、激波当超声速气流流过大的障碍物时，气流在障碍物前将受到急剧压缩，其压强、温度和密度都将突跃地升高，而速度突跃地降低，

6、这种使流动参数发生突跃变化的强压缩波叫做激波。§6.3正激波正激波斜激波曲激波一、激波（续）1.正激波§6.3正激波波面与气流方向垂直的平面激波Ma1>1v1v22.斜激波波面与气流方向不垂直的平面激波Ma1>12<2max3.曲激波波面与气流方向不垂直的曲面激波Ma1>12<2max二、正激波的形成和厚度1.正激波的形成§6.3正激波波前当地声速波后流速波传播绝对速度波后压强波后温度p2p1t=t1p11T1p11T1t=t2p2p1p22T2t=t1p2p1t=t3p11T1p

7、22T2第二道波c’1dvg1+dvg2c’1+dvg1p1+2dpT1+dT1+dT2第三道波c’’1dvg1+dvg2+dvg3c’’1+dvg1+dvg2p1+3dpT1+dT1+dT2+dT3第一道波c1dvg1c1p1+dpT1+dT1后面的微弱压缩波总比前面的跑得快，在某一个时刻，后面所有的微弱压缩波都赶上最前面的微弱压缩波，从而形成激波。二、正激波的形成和厚度2.正激波的厚度§6.3正激波激波厚度随马赫数的增大二迅速减小，激波是有厚度的，激波的厚度非常小，通常忽略不计，实际计算中将

8、激波作为间断面来处理。三、正激波的传播速度§6.3正激波——激波的传播速度——波后气流的速度——激波经过后的气体参数——激波经过前的气体参数连续性方程：动量方程：三、正激波的传播速度（续）§6.3正激波激波的传播速度和波后气流的速度决定于压强突跃。三、正激波的传播速度（续）§6.3正激波蓝金—许贡纽公式经过激波的密度突跃和温度突跃只决定于压强突跃。三、正激波的传播速度（续）§6.3正激波突跃压缩和等熵压缩的区别四、正激波前后气流参数的关系波阻的概念§6.3正激波1.正激波前后气流参