第七章气体与蒸汽的流动S7-5有摩阻的绝热流动工程热力学
工程热力学 第七章 气体与蒸汽的流动 §7-5 有摩阻的绝热流动
实际流动前述均在可逆假设条件下进行计算，由于流速高，摩擦在发生能量耗散，动能转化为热能，不可逆所难免。存在摩擦，如图示，熵增大有摩阻，不可逆过程，稳定流动能量方程：适用条件：过程绝热、不作功。80f2ho =h +consth2在理想等滴基础上修正，引入解决思路：Cf2'经验值0.92~0.98速度系数β=Cf2工程热力学
工程热力学 实际流动 ——前述均在可逆假设条件下进行计算，由于流速高，摩擦在 所难免。存在摩擦，发生能量耗散，动能转化为热能，不可逆。 有摩阻，不可逆过程，如图示，熵增大 稳定流动能量方程： ——适用条件：过程绝热、不作功。 2 2 1 2 0 1 2 2 2 c c f f h h h const = + = + = 解决思路：在理想等熵基础上修正，引入 速度系数 经验值 0.92~0.98 2' 2 = f f c c
实际流动cr2损失动能-F2=1-pE:能量损失系数cf2理想动能Ci2实际动能=@喷管效率nN2理想动能Cf2pi,ti →h,si关键：→Cf2 →Cf2 =β.Cf2 →hP2,S2 = S → t2,h确定状态2”h2. = hCLP2,h2.→>t2.,V2,S2'hz：和Cc2分别是出口截面上气流的实际恰值和速度。工程热力学
工程热力学 实际流动 能量损失系数 2 2 2 2' 2 2 2 1 f f f c c c − = = = − 损失动能 理想动能 喷管效率 2 2 ' 2 2 2 f N f c c = = = 实际动能 理想动能 关键： 1 1 1 1 p t h s , , → 2 2 1 2 1 确定状态2’ p s s t h , , = → ' f 2 2' f f 2 2 → → c c = c → h 2 2' 0 2' 1 2 f h h c = − 2 2' 2' 2' 2' p h t v s , , , → h 2 ' 和 c f 2 ' 分别是出口截面上气流的实际焓值和速度
实际流动第二定律分析△s =△s.≥ 0I =qmTo△sgT2R.In P2理想气体TAs=piS2.-Si蒸气T2. <← C2 = /2c,(T。-T2) = PCmS2<h,P,查 h2<←C2= PC2工程热力学
工程热力学 实际流动 第二定律分析 s = sg 0 m 0 g I = q T s 2' 2 1 1 2' 1 p g ln T p c R s T p s s − = − 理想气体 蒸气 T c c T T c 2 f2 0 2 f2 = − = 2 p ( ) 2 2 2 2 f2 f2 , s h p h c c = 查
例题1例7-3某种气体流入绝热收缩喷管时，压力和温度分别为0.6MPa和800℃，速度为100m/s，若喷管背压pb=0.2MPa，速度系数g=0.92，喷管出口截面积为2400mm2，求：喷管流量及摩擦引起的作功能力损失。气体的比热容可取常数，R=318.3J/(kgK)，Cp=1159J/(kg·K)，环境温度To=300K。解：据题意，气体的比定容热容和绝热指数为Cv=Cp-Rg=1.159kJ/(kg·K)-0.3483kJ/(kgK)=0.8407kJ/(kg·K)1.189kJ/(kg·K)Cp-=1.379K=0.8407kJ/(kg ·K)Cy工程热力学
工程热力学 例 题 1 例7-3 某种气体流入绝热收缩喷管时，压力和温度分别为0.6 MPa和800 ℃ ，速度为100 m/s ， 若喷管背压pb = 0.2 MPa，速度系数φ = 0.92，喷管出口截面积为2400 mm2 ，求：喷管 流量及摩擦引起的作功能力损失。气体的比热容可取常数，Rg=318.3 J/(kg·K)， cp=1159 J/(kg·K)，环境温度T0=300K。 解： 据题意，气体的比定容热容和绝热指数为 g 1.159kJ/(kg K) 0.3483kJ/(kg K) 0.8407kJ/(kg K) c c R V p = − = − = 1.189kJ/(kg K) 1.379 0.8407kJ/(kg K) p V c c = = =