上海交通大学：《热力系统设计与实践 Design and Practice of Thermodynamic System》课程教学资源（2017课件）第12-13讲 气体与蒸气的流动 Gas and Steam Flow（开口系节流过程及J-T系数）

2 第7章 气体与蒸气的流动 (Gas and Steam Flow) 上游充通大粤 Mar/17,2017 2 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSIT

Mar/17, 2017 2 2 第 7 章 气体与蒸气的流动 (Gas and Steam Flow)

3 工程中有许多流动问题，比如喷管(nozzle;jet)、扩 压管(diffuser)及节流阀(throttle valve)内流动过程的 能量转换情况。 Flow-straightening screens Acceleration Deceleration Test section Diffuser -Nozzle Inlet Exit Inlet Exit 上游充通大学 Mar/17,2017 3 SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY

Mar/17, 2017 3 3 工程中有许多流动问题，比如喷管(nozzle；jet)、扩 压管(diffuser)及节流阀(throttle valve)内流动过程的 能量转换情况

4 §7-1稳定流动的基本方程式 一.简化 稳定 一 热 可 二稳定流动基本方程 1.质量守恒方程 （连续性方程)-continuity equation A =dm2= P2 V V2 内T编 1m2 dv d cp y A Ce 2 dp dA or dcr =0 A 上游充通大 Mar/17,2017 4 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

Mar/17, 2017 4 1 1 2 2 p1 T1 qm1 cf1 p2 T2 qm2 cf2 4 二.稳定流动基本方程 1.质量守恒方程（连续性方程）-- continuity equation 1 f1 2 f 2 1 2 1 2 f m m m A c A c Ac q v q q v v      f f f f d d d d d d or 0 v A c v A c A c A c        §7–1 稳定流动的基本方程式 一.简化 稳定 一维 绝热 可逆

5 2.过程方程 Piv=P2v=py* +xd=0 dv p 注意：若水蒸气，则 且T≠T21 3.稳定流动能量方程一steady--flow energy equation 9=△h+5△c+g△+w, 2 若忽略g△上，q≈0，w,=0 A2是+-今+ed=0 2 上游究通大粤 Mar/17,2017 5 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

Mar/17, 2017 5 5 2.过程方程    p v  p v  pv 1 1 2 2 注意: 若水蒸气，则 1 2 2 1 1 1        T v T v c c V p 且 3.稳定流动能量方程—steady-flow energy equation 2 f 1 2 s q h c g z w        d d 0 p v p v    , 0, 0 s 若忽略g z q w    2 2 2 1 f1 2 f 2 f 1 1 1 2 2 2 h c h c h c      f f d d 0 h c c  

6 §7-6 绝热节流 一.绝热节流(adiabatic throttling) (b)A porous plug (c)A capillary tube 定义：由于局部阻力，使流体 压力降低的现象。 节流现象特点： 1)p21 3)h=h2,但节流过程并非 等焓过程 2) 强烈不可逆s2>S1,I=Tg 4)T,可能大于等于或小于T 理想气体T,=T1 上游充通大 Mar/17,2017 6 SHANGHAI JLAO TONG UNIVERSITY

Mar/17, 2017 6 6 §7–6 绝热节流 一.绝热节流(adiabatic throttling) 定义：由于局部阻力，使流体 压力降低的现象。 1) p2<p1 2) 强烈不可逆s2>s1 , I=T0 sg 3) h1 =h2，但节流过程并非 等焓过程 4) T2可能大于等于或小于T1 理想气体T2= T1 节流现象特点：