蒸汽的流動(dòng)

穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程式2汽輪機(jī)汽流沖動(dòng)蒸汽的流動(dòng)3穩(wěn)定流動(dòng)：流體在流經(jīng)空間任何一點(diǎn)時(shí)，其全部參數(shù)(狀態(tài)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù))都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)過(guò)程。一維穩(wěn)定流動(dòng)：各種參數(shù)只沿流動(dòng)方向變化的穩(wěn)定流動(dòng).如:蒸汽在汽輪機(jī)中的流動(dòng);蒸汽在管道中的流動(dòng).噴管：凡是用來(lái)使氣流降壓增速的短管。擴(kuò)壓管：凡是用來(lái)使氣流減速增壓的短管。假設(shè)：①狀態(tài)及流速只沿流動(dòng)方向變化，屬一維穩(wěn)定流動(dòng)。②流動(dòng)中能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是可逆的，流動(dòng)無(wú)摩擦，且絕熱。穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程式分析流動(dòng)過(guò)程所依據(jù)的基本方程式連續(xù)性方程式A能量方程式B過(guò)程方程式C熱力學(xué)中主要方程其它方程：動(dòng)量方程；狀態(tài)方程；音速方程。5根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，在穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中，通道內(nèi)各截面處的質(zhì)量流量相等，并且不隨時(shí)間而變化，即qm1=qm2=qm3=……=qm=常數(shù)。適用：任何介質(zhì)的一元穩(wěn)定流動(dòng)如圖取截面1－1和2－2，兩截面的質(zhì)量流量分別為qm1、qm2，流速c1、c2，比體積為v1和v2，截面積A1、A2。對(duì)任意截面：qm─流體的質(zhì)量流量，kg/s;A─管道截面積，m2;v─流體的比容，m3/kg;c─流體的平均流動(dòng)速度，m/s。任意截面1.連續(xù)性方程式1）對(duì)于不可壓流體（dv=0），如液體等，流體速度的改變?nèi)Q于截面的改變，截面積A與流速c成反比；即：A1C1=A2C2=AC常數(shù)2）對(duì)于氣體等可壓流，流速的變化取決于截面和比體積的綜合變化。3）穩(wěn)流連續(xù)性方程的微分形式：連續(xù)性方程分析7一般的管道流動(dòng)中z1≈z2

，ws=0，又在絕熱狀態(tài)下，q=0，則可表示為：即：表明：工質(zhì)在管道內(nèi)作穩(wěn)定絕熱流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能的增加等于工質(zhì)的絕熱焓降。上式適用于任何工質(zhì)的可逆或不可逆的穩(wěn)定絕熱流動(dòng)。由開口系能量方程此為穩(wěn)定流動(dòng)能量方程2.穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式連續(xù)性方程由質(zhì)量守恒定律知，在穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中，流道內(nèi)各截面處的質(zhì)量流量都相等。此式適用于任何工質(zhì)的可逆或不可逆的穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程。

穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程0102穩(wěn)定流動(dòng)能量方程在管道流動(dòng)中，與外界無(wú)軸功交換，位能變化很小，與外界的熱量交換也很少。不作軸功的絕熱穩(wěn)定流動(dòng)過(guò)程中，工質(zhì)動(dòng)能的增加等于其焓降。得：由熱一定律，對(duì)絕熱過(guò)程有：則有：表明：流速增加，必有壓力下降。反之壓力升高，必有流速降低。所以說(shuō)，壓差是提高工質(zhì)流速的必要條件；也是流速提高的動(dòng)力。穩(wěn)定流動(dòng)能量方程的微分形式方程表明：工質(zhì)作穩(wěn)定絕熱流動(dòng)又不做功時(shí)．任一截由上的焓與動(dòng)能之和等于常數(shù)。換言之，工質(zhì)速度的增加是由于工質(zhì)焓的減少；反之，工質(zhì)速度的減少將使工質(zhì)的焓增加。熱能動(dòng)能熱能動(dòng)能流動(dòng)規(guī)律小結(jié)蒸汽的流動(dòng)

噴管的計(jì)算噴管的設(shè)計(jì)計(jì)算：根據(jù)給定條件（氣流初參數(shù)、流量及背d壓），選擇噴管的外形及確定幾何尺寸。噴管的校核計(jì)算：已知噴管的形狀和尺寸及不同的工作條件，確定出口流速和通過(guò)噴管的流量。計(jì)算類型：按計(jì)算目的有：設(shè)計(jì)計(jì)算和校核計(jì)算兩種。計(jì)算公式？？？如下噴管的計(jì)算一、流速計(jì)算：根據(jù)絕熱流動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系式，對(duì)噴管有：通常噴管進(jìn)口流速和出口流速相比很小，取c1＝0，出口流速為：適用于任何工質(zhì)的可逆、不可逆過(guò)程二、流量計(jì)算：根據(jù)穩(wěn)定流動(dòng)連續(xù)性方程，可取任意截面來(lái)計(jì)算，通常取最小截面或出口的參數(shù)來(lái)計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)校核計(jì)算時(shí)噴管的計(jì)算工程中，大都是亞音速汽流的加速來(lái)講，有：1）當(dāng)pb>=pcr時(shí)，選用漸縮形噴管；最大只能獲得音速汽流。不能獲得超音速汽流。2）當(dāng)pb<pcr時(shí)，選用縮放形噴管。能將亞音速加速到超音速。3）但如果對(duì)超音速氣流加速只能選漸擴(kuò)形噴管。選擇原則：保證完全膨脹選擇噴管的方法：根據(jù)背壓pb與臨界壓力pcr的相對(duì)大小來(lái)選擇.漸縮縮放漸擴(kuò)噴管的設(shè)計(jì)計(jì)算---噴管的選擇已知噴管的形狀，測(cè)量出計(jì)算關(guān)鍵是確定出口截面上的壓力步驟１）判斷出口截面的壓力若若２）計(jì)算流速３）計(jì)算流量計(jì)算背壓比噴管的校核計(jì)算（漸縮形噴管）例題分析例6-1:已知壓力為p1=0.4Mpa的干飽和蒸汽經(jīng)漸縮噴管絕熱膨脹進(jìn)入背壓為0.3Mpa的空間中，蒸汽流量為4kg/s，求出口流速及出口截面積。若外界背壓降到0.2Mpa，噴管出口流速有何變化？例題分析例6-2:p1=1.6Mpa,t1=400℃的蒸氣，經(jīng)噴管射入壓力為pb=0.1Mpa的容器中，問(wèn)應(yīng)采用何種形式的噴管？并求噴管出口處蒸汽的流速。若已知流量qm=4.5kg/s，試計(jì)算噴管的流速及截面積。例題分析熱力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)

絕熱節(jié)流的特性一、絕熱節(jié)流的概念

流體流經(jīng)閥門、孔板等設(shè)備時(shí)，由于局部阻力，使流體壓力下降，稱為節(jié)流現(xiàn)象。如果節(jié)流過(guò)程是絕熱的，則為絕熱節(jié)流，簡(jiǎn)稱節(jié)流。6-4絕熱節(jié)流及其應(yīng)用1、過(guò)程的基本特性氣流在孔口前截面收縮，p↓、c↑，孔口后氣流截面達(dá)到最小，然后又逐漸增大，p↑、c↓，最后達(dá)到穩(wěn)定。由于孔口附近的擾動(dòng)及渦流，造成不可逆損失，因此氣流恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，p2比節(jié)流前穩(wěn)定氣流的壓力p1要低。但c基本不變.絕熱節(jié)流前后焓值相等，這是其基本特性。但絕熱節(jié)流不是等焓過(guò)程。節(jié)流過(guò)程的一般分析由于q=0、Δz=0、ws=0、Δc=0；則有：?p<0,?v>0,?h=0,?s>0,一般情況?t<0。絕熱節(jié)流前后壓力降越大，氣體的熵增就越大。過(guò)熱蒸汽節(jié)流后，雖然溫度降低了，但過(guò)熱度卻增加了（1-2）；節(jié)流可使：濕蒸汽3→干蒸汽4→過(guò)熱蒸汽5水蒸汽的絕熱節(jié)流雖然蒸汽絕熱節(jié)流后，焓不變，1kg蒸汽的總能量的數(shù)量沒(méi)變，但其作功能力降低了。p1p1’p2hsh2h1=h1’h2’t1t1’121’2’0絕熱節(jié)流導(dǎo)致作功能力的變化節(jié)流前汽輪機(jī)按1-2進(jìn)行：wt=h1-h2節(jié)流后汽輪機(jī)按1’-2’進(jìn)行：

wt’=h1’-h2’可見：由于h2’>h2,wt’<wt即水蒸汽絕熱節(jié)流后作功能力降低了。絕熱節(jié)流后蒸汽作功能力的變化(1）利用節(jié)流降低工質(zhì)的壓力利用調(diào)節(jié)閥的開度來(lái)調(diào)節(jié)氣體的壓力(2）利用節(jié)流測(cè)定蒸汽流量利用流體經(jīng)節(jié)流裝