上海交通大学：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件）第7章 气体和蒸汽的流动 Gas and Steam Flow

2.过程方程 py=P2吃=pw 业+K-0 dv p 注意，若水蒸气，则 K丰 3.稳定流动能量方程(steady-flow energy equation) g=△h+。△c+gAz+w 忽略g△zq≈0，W。=0 dh+c;dc;=0 2 11

11 2. 过程方程    p v  p v  pv 1 1 2 2 注意，若水蒸气，则 p V c c   3. 稳定流动能量方程(steady-flow energy equation) 2 f s 1 2 q  h c  gz w d d 0 p v p v   s q  0，w  0 2 2 2 1 f1 2 f 2 f 1 1 1 2 2 2 h  c  h  c  h c f f dhc dc  0 忽略 gz 1 1 T1 1 2 2 v T v      p2 v2 p1 v1

1 绝热滞止(stagnation) Cr→0 h→二么+后-么 滞止点 龍晟 滞止点 12

12 滞止点 . 绝热滞止(stagnation) f c  0 2 max 1 f1 0 1 2 h  h  h  c  h 滞止点 2 2 2 1 f1 2 f 2 f 1 1 1 2 2 2 h  c  h  c  h c

滞止参数的求取 ★理想气体： 、2 ▲定比热容 To=Ti+ V0= K-1 Po ▲变比热容 h5T→Po Po 1T→p1 是 ho 大水蒸气：么=M+与品) hr So S1 凝 其他状态参数 S1

13 h1 s1 h0 p0 t0 ★水蒸气： 2 0 1 f1 0 1 1 2 h h c s s    其他状态参数 ★理想气体： ▲定比热容 2 f1 0 1 2 p c T T c   1 1 0 0 1           T T p p g 0 0 0 R T v p  ▲变比热容 0 0 r0 1 r1 h T p T p    r0 0 1 r1 p p p p  滞止参数的求取

4.声速方程 声音的速度330m/s dv 等熵过程中 K =0 op p =一K卫 注意：1) 声速(velocity of sound)是状态参数，因此称当地声速。 如空气， o'c c=V1.4×287×273.15=331.2m/s -20°C c=318.93m/s 凝 20°C 14 c=343m/s

14 4.声速方程 s s v p v p c                    2   RgT 等熵过程中 d d 0 p v p v   s p p v v            c  pv 注意：1）声速(velocity of sound)是状态参数，因此称当地声速。 0 C c  1.4 287 273.15  331.2m/s 如空气，  20 C c  318.93m/s  20 C c  343m/s  声音的速度330m/s

2)水蒸气当地声速 c=VKpv≠VKRT，K≠ Cp Ma<1 亚声速 (subsonic velocity ● Ma= ·一马赫数 Ma=1声速 C (Mach number) sonic velocity Ma>1超声速 supersonic velocity 4)高速飞行体需注意滞止后果，如美国无人飞机X-43A飞行 速度达Ma=7,若飞机在-20℃的高空飞行，其t=334℃。 加上与空气的摩擦温度将极高，如美国航天飞机设计承受最 高温1650℃，实际经受温度1350~1400℃ 15

15 2）水蒸气当地声速 c   pv 3） f c Ma c  马赫数 (Mach number) Ma  1 （subsonic velocity） （supersonic velocity） （sonic velocity） g , p V c R T c     亚声速 Ma  1 声速 Ma  1 超声速 4 )高速飞行体需注意滞止后果，如美国无人飞机X-43A飞行 速度达Ma = 7，若飞机在–20℃ 的高空飞行，其 t0 = 334 ℃。 加上与空气的摩擦温度将极高，如美国航天飞机设计承受最 高温1650℃，实际经受温度1350~1400℃