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气体和蒸气的流动:流动性能与应用

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:喷管和扩压管是热能动力装置中常用的重要部件,它们都是利用工质的流动来进行工作的。气体在喷管中流动的目的在于把热力学能转换为动能,因此促进速度增加的条件是研究中的重点。在已建立的一元稳定流动基本方程的基础上,主要讨论气体和蒸气在喷管的流动,从而得出喷管和扩压管的截面变化规律,以及气体和蒸气在喷管中的流速和质量流量的计算公式。

气体和蒸气的流动:流动性能与应用

喷管和扩压管是热能动力装置中常用的重要部件,它们都是利用工质的流动来进行工作的。在汽轮机燃气轮机中,热力学能和机械能的转换实际上是在喷管中实现的,正是在喷管中工质的热力学能转换为动能,然后推动转子上的叶片,通过轴而向外输出机械功的。叶轮式压气机中,外界输入的功量使工质得到动能,然后在扩压管中工质的动能转换为热力学能,使工质的压力升高,可见扩压管中的过程是喷管的反过程。

气体在喷管中流动的目的在于把热力学能转换为动能,因此促进速度增加的条件是研究中的重点。气流要发生加速必须有外力作用,必须有动力,这就是力学条件。有了动力之后,还必须创造条件充分利用这个动力,使流体得到最大的动能增加,也就是说要使喷管的流道能密切配合流动过程的需要,以致这个过程不产生任何能量损失,达到完全可逆的程度。从而形成了对喷管流道形状的要求,这就是几何条件。必须同时满足力学条件和几何条件才有可能使工质得到加速并且得到最大的加速度。(www.xing528.com)

本章主要研究气体在喷管中的流动过程。在已建立的一元稳定流动基本方程的基础上,主要讨论气体和蒸气在喷管的流动,从而得出喷管和扩压管的截面变化规律,以及气体和蒸气在喷管中的流速和质量流量的计算公式。本章还将简要介绍绝热工质节流的温度效应等概念。

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