气体的一维流动PPT课件

1、气体的一维等熵流动计算气体的一维等熵流动计算mf2hg13 用文丘里流量计测空气流量，入口直径d1=0.4m，喉部直径d2=0.125m，入口处绝对压强p1=138000 pa，温度t1=17 ，喉部绝对压强p2=117000pa。试求质量流量qm 。设过程为等熵，=1.4，空气r= 287j/kgk。 题 目11vp22vp1d2d解题步骤解：212pvconst221122121212pvpv不计重力，由等熵能量方程，对-、-两断面列此方程解题步骤2221221112ppvv1212pp12211pp1212211ppp所以有及对于等熵流动，有即解题步骤221 1122244vdvd111

2、22pp21112122dpvvdp 由于质量的连续性而解题步骤2112122dvvd所以14221211111221112ppvdppdp 1421211111212111ppdpvpd 将（b）、（c）代入（a），得解题步骤12111221 111421122211441mpppqvdddpdp 因此质量流量为由气体状态方程 ，得 111prt解题步骤1212112142112221141mpprtpqddpdp 111prt所以将数据：， ， ，10.4md 20.125md 511.38 10 pap 解题步骤1.42.85kg/smq 521.17 10 pap 1273 17290

3、kt 代入，得)kkg/(287jr 图示某超音速风洞，设计参数ma=2，喉部面积0.0929m2，喷管入口处压强（绝对）p0=6.9x104pa，温度为38 ，速度不计。设流动等熵。试计算喉部和工作段的流动参数，工作段截面积及质量流量。题 目ma=1p0t0qmma=2喉部 工作部解题步骤解：（1）各滞止参数t0=273+38=311k34000/77. 0311287109 . 6mkgrtpsmrtc/3533112874 . 100解题步骤（2）喉部各参数400300.5283.64 100.8332590.6340.49/322/crcrcrcrcrpppattkkg mcrtm s

4、解题步骤 无量纲速度 气流速度211.6312(1)crmmama525/crcrvm cm s（3）ma=2 实验段各参数解题步骤23101(1)8.82 102ppmapa123101(1)0.177/2makg m 压强密度温度2101(1)1732ttmak解题步骤20.158crcrcrvaamv实验段面积（4）质量流量14.68/mqvakg s 空气气流在收缩喷管截面1上的参数p1=3x105pa，t1=340k，u1=150m/s,d1=46mm,在出口截面上马赫数为ma=1，是求出口的压强，温度和直径。题 目解题步骤111201010*3.55000110.40581 0.2

5、1.0329,351.21 0.2,292.66()1.1201,3.3604 10umarttmatktttktptppapt 解：解题步骤3.5500*3*3111()1.8929,1.775 102.1132/342.92/3.0744/ptppaptpkg mrtucrtm spkg mrt解题步骤由连续性方程求出口直径d*22*1*1 1*1 11*440.7977,36.7dduududmmdu 如图所示，空气从一个大容器经收缩喷管流出，容器内空气的压强为1.5x105pa,温度为27摄氏度，喷管出口直径为d=20mm，出口外部的环境压强为pe=105pa,如果用一块平板垂直的挡住

6、喷管出口的气流，是求固定住此平板所需的外力f的值。题 目fp0,t0u解题步骤喷管出口的气流参数按等熵公式计算，平板的受力可用动量方程求出0*3.500*5*111.22()1.89290.7924 10ttptptppa 解：解题步骤由于pep*,因而出口压强等于背压51003.53010()1.1228,267.181.3041/2()256.78/eppppatptktppkg mrtuc ttm s解题步骤根据动量定理得422274dfu aun 滞止参数为p0=4x105pa,t0=380k的过热蒸汽（ =1.33，r=462j/kg*k)经收缩喷管流出，出口外部的背压为pe=1.5

7、x105pa，出口截面积a=10-4m2，某截面面积为a1=6x10-4m2,使确定这两个截面上的马赫数ma和ma1.题 目解题步骤1000*5*111.165,()1.850622.1615 10tpttptppa 解：由于pe1,因此气流在喉部达临界状态，流量按下式计算：*0*111.2,260.832qu attkt 解题步骤*3.5500*3*2*323.73/()1.8929,3.6980 104.49/0.7850/4ucrtm sptppaptpkg mrtdqukg s解题步骤(3)求出口截面的直径d222222222222242222221.9406,178.531.9146

8、/519.75/7.8885 1040.0316931.69matkpkg mrtuma cmartm sdqamudmmm 一个组合管由缩放管和直管连接而成，直管的直径与缩放管出口直径相等。一个储气容器的高压空气经由组合管流出。已知：缩放管喉部直径d*为0.6cm，缩放管出口直径及直管直径d=0.9cm,储气容器的滞止压强p0=1.75mpa,滞止温度t0=315k,直管长度l=0.07m,直管出口压强p2=3.5x105pa,空气在缩放管作等熵流动，在直管中作绝热摩擦流动，试求直管的沿程损失系数f。题 目解题步骤解：由面积比a1/a.求缩放管出口的马赫数ma1,再由绝热摩擦管进出口压强比p

9、2/p1求ma2，从而确定f的值。(1)求缩放管出口马赫数ma131* * *1 111 1111()acctauma cmat解题步骤22*1111*21 0.2,()2.251.2tmaadtad23111 0.212.25()1.2mama因为所以令x=ma1,由上式化简为23( )3.888(10.2)f xxx解题步骤000()()f xxxfx22( )3.888 1.2 (1 0.2)fxxx用迭代法求解：式中,初值选x0=2,迭代几次后得x=2.3281721,因此ma1=2.3282ma1的另一个解0.2685舍去解题步骤20113.500115101 0.22.0841()

10、13.06820.076521.3391 10tmatptptpppa (2)求缩放管出口压强p1解题步骤111222,ptpt和1 1122221111222u au aumatumat(3)求摩擦直管出口马赫数ma2设直管进、出口参数分别为则有连续方程：解题步骤绝热能量方程：20201212102222221211211 121221 0.21 0.21 0.21 0.21 0.2tmatt ttmatt tmaptmatmamaptmatmama 解题步骤由于p2/p1=2.6136,ma1=2.3282,所以带入上式后得ma2=1.1447(4)求f的值：221222212211 0.

11、21116()ln()1.471 0.2mamalfdmamamama解题步骤以l=0.07m，d=9x10-3m,ma1=2.3282,ma2=1.14470.3738,0.048lffd带入上式，得 空气在一条管道中作绝热摩擦流动，官长l=20m，管径d=0.06m，管道的沿程损失系数f=0.02，管道出口的压强为p2=1.2x105pa,若要求出口马赫数ma2=1,则管道入口压强p1应为多少？题 目解题步骤211xma令2122111.220116(1)ln()31.471 0.2mamama解：将f,l,d及ma2=1带入（10-8），得,则上式可化简为161.220( )ln01.471.23xf xx解题步骤000()()f xxxfx16( )1.47(0.