第七章 气体和蒸汽的流动:本章以热力学的观点,围绕着工程中气体与蒸汽在管路设备中,如喷管、扩压管、节流阀等,的流动及流动现象进行分析讨论,其实质依然反映着热能与机械能之间的传递与转化。首先描述了一维可逆绝热稳定流动的基本方程;并研究分析了促使流速改变的力学条件和几何条件,揭示了喷管(扩压管)内参数变化规律;随后计算分析了喷管的出口流速和流量,以及喷管的设计计算;然后考虑实际流动是有摩阻的,有能量耗散发生,提出了速度系数、能量损失系数、喷管效率等概念;最后讨论分析了节流现象的特点、节流效应及节流的主要工程应用。7.1稳定流动的基本方程式:气体与蒸汽在管道内的流动可简化假设为:一维可逆绝热稳定流动。本小节描述了该流动模型下基本方程:连续性方程(质量守恒)、过程方程、能量方程及声速方程,讨论分析了热力学状态参数、流动参数及管道截面积之间的关系。
7.2促使流速改变的条件:本小节利用稳定流动基本方程推导出促使流速改变的力学条件和几何条件,揭示喷管和扩压管的实质。
7.3喷管截面变化规律:气流截面积的变化规律不但与流速的变化有关,还与当地马赫数有关。本小节以喷管为例,讨论分析了喷管内参数变化规律,得出渐缩、渐扩和缩放三种截面变化的喷管。特别是缩放喷管的最小截面(喉部截面或临界截面)参数特点及意义。
7.4有摩阻的绝热流动:实际气流在喷管内的流动存在摩擦,流动过程中发生能量耗散,本小节即在喷管内可逆绝热流动计算分析结果的基础上,分别对出口流速和出口动能进行修正。
7.5喷管的计算:无论是设计计算还是校核计算,必须先计算流体在喷管出口的流速。设计计算是已知流量确定喷管的形状和尺寸,首先需要计算流速,再选择喷管形状并根据给定的流量计算需要的喷管面积。
7.6绝热节流:本小节重点分析了管道内发生的绝热节流现象的特点和节流效应。
7.7喷管特性实验:实验简介:1、巩固和验证气流在喷管中流动规律的基本理论;2、了解气流在喷管流动中的压力、流量的变化规律和测量方法;3、深入理解临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的概念。
[单选题]气体在充分压缩的扩压管的渐扩段(dA>0)中,流速(     )。
等于临界流速  
小于当地音速
等于当地音速
大于当地音速
答案:小于当地音速
[单选题]喷管出口流速公式适用于(     )。
理想气体可逆绝热流动
理想气体绝热流动
一切工质可逆绝热流动
理想气体一切流动[单选题]某一Ma=0.7的空气,可逆地流经一渐缩截面管道,过程近似为绝热,则空气的压力和速度变化为(     )。
流速增大
压力升高
流速减小
压力不变[判断题]绝热节流前后焓值相等,所以绝热节流过程是定焓过程。

[单选题]实际气体经过绝热节流后将(     )。
熵减少、压力下降
焓不变、压力下降 
熵不变、压力增加
焓增加、压力增加[判断题]稳定流动时,任何截面上的质量流量都相等。

[判断题]稳定流动能量方程式的一般形式为

[判断题]告诉我们,任一截面上工质的焓与其动能之和等于定值。

[单选题]亚音速流动的某种理想气体,可逆绝热地流经渐扩截面管道,则气体的压力、流速的变化规律为(     )。
压力降低 
流速增大
流速不变
压力升高   [单选题]亚音速空气流经渐扩截面管道,出口流速(    )。
小于入口流速
大于入口流速
等于入口流速
等于当地音速

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