青岛大学工程热力学chapterof9.ppt

1、渐缩喷管的流量计算（分析） qm 0 c b a 1.0 思考题：渐缩喷管都能使压力降至pcr吗？ 理论上出口压力可降至pcr，p2=pcr 实际上，出口压力还受外界环境压力（背压）pb的影响，实际出口压力p2=pb p2，pcr，pb三者之间的关系？ pbpcr时，p2=pb，此时流体充分膨胀 pb≤pcr时，p2=pcr，此时qm=qm,max Design calculation 设计计算 四、气体的流量计算 2、渐缩渐扩喷管的流量计算 对缩放喷管而言，气流流经喉部后，qm不变一直以qm,max在流动 Design calculation 设计计算 五、管形选择 设计型计算，通常已知p1，t1，cf1，pb，以实现充分膨胀为目的，如何选择喷管？ 小结---喷管的设计计算和校核计算 喷管的设计计算 已知 1) 当 即 采用渐缩喷管。 2）当 即 采用缩扩喷管。 出发点： 喷管的设计计算例题 由不变的其原来的压力p1=1.5MPa，温度为t1=27℃的空气，流经一喷管进入压力保持在pb=0.6MPa的某装置中。若流过喷管的流量为3kg/s，来流速度可忽略不计，试设计喷管。 1、求p*、T* 2、选型 3、求参数（临界点、出口点） 4、求面积 小结---喷管的设计计算和校核计算 渐缩喷管的校核计算 已知： 1) 当 即 2）当 即 喷管的最大流量 kg/s 渐缩喷管的校核计算例题 一渐缩喷管，其进口速度接近为零进口处A1=40cm2， A2=25cm2。进口水蒸气参数为p1=9MPa，t1=500℃，pb=7MPa。试求出口流速及流过喷管的流量。 1、求滞止参数 2、确定出口截面上的压力 3、临界点和出口截面上的状态参数 4、求cf,cr、cf2 5、求qm §9-6 水蒸气在喷管中的定熵流动 水蒸气不是理想气体，凡是利用理想气体性质推出的公式均不适用 s 2 1 h 1* 1、定熵滞止参数 2、临界压力比 水蒸气在喷管中的定熵流动 3、流速计算 4、喷管截面面积计算 Application ----水蒸气的定熵流动 1、p1=0.5MPa的干饱和蒸汽进入喷管，外界pb=0.1MPa。若要实现完全膨胀，应采用什么类型的喷管？ 2、压力为2MPa，温度为490℃的蒸汽流经渐缩喷管，可逆绝热膨胀进入外界pb=0.1MPa的空间。求该喷管出口截面上的压力流速？ §9-7 有摩擦的绝热流动 1、引入几个新概念 s s 1 2 1* T 2 1 h 1* 2’ 2’ §9-7 有摩擦的绝热流动 2、cf2’、h2’的计算 §9-8 绝热节流 定义：气体在管道中流过突然缩小的截面， 而又未及与外界进行热量交换的过程。 1 2 c h p 1、过程特点 绝热节流过程前后的焓相等， 但整个过程绝不是等焓过程 2、状态参数变化 3、绝热节流效应 0 0 =0 产生热效应 产生冷效应 产生零效应 §9-8 绝热节流 2、状态参数变化 s 1 2 T s 2 1 h 理想气体 压力下降 比容增加 熵增加 焓不变 温度降低 压力下降 比容增加 熵增加 焓不变 温度不变 水蒸汽 Application 压力为p1=2MPa、温度t1=400℃的水蒸汽，经节流阀后，压力降为p1’=1.6MPa，再经喷管射入压力为pb=1.2MPa的大容器中，若喷管出口截面积A2=200mm2。求 （1）节流过程熵增 （2）应采用何种喷管？其出口截面上的流速及喷管质量流量是多少？ （3）蒸汽作功能力的损失（环境介质温度T0=300K） Qingdao University ，Engineering Thermodynamics（工程热力学） Chapter 9 Gas Flow and Steam Flow气体和蒸汽的流动 主讲：张金翠 TelE-mail: zjc0404@163.com Chapter 9 Gas Flow and Steam Flow气体和蒸汽的流动 §9-1 概述 §9-2 稳定流动的基本方程 §9-3 定熵流动的基本特性 §9-4 气体在喷管和扩压管中的流动 §9-5 喷管中气体流动的计算 §9-6 水蒸气在喷管中的定熵流动 §9-7 有摩擦的绝热流动 §9-8 绝热节流 §9-1 Introduction概述 工程中有许多流动问题需考虑宏观动能和位能，特别是喷管（Nozzle; jet）、扩压管（Diffuser）及节流阀（Throttle valve）内稳定绝热高速流动过程的能量转换情况 §9-1 Introduction概述 本