第一章气体动力学基础讲稿.doc

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质量力仅有重力;恒定流动 ;流动过程中没有质量的减少具体推导过程如右图:设:在硅酸盐窑炉中,窑内为热气体,窑外为冷气体,取1、2两个有效断面选0-0为基准面,则:列出1与2截面之间的柏努利方程:对于热气体:z1p1u12u22hl12z2p222对于冷气体:z1apa1z2apa2(a)-(b)得z1(a)(p1pa1)u12a)(p2u22z2(pa2)hl1222因为热气体:rra所以,方程变为z1(a)(p1u12pa1)z2(a2令H1=-z1,H2=-z2,则u12H1( a)(p1pa1)H2(a2u22) (p2 pa2) hl122u22) (p2pa2)hl122规定:运用该方程时:基准面取在上方,向下为正,向上为负。u12H2(a)(p2pa2)u22H1(a)(p1pa1)hl1222区别单一流体力学的柏努利方程之处:z1、z2为流体力学中,向上为正,向下为负;H1、H2为热工工程中,向上为负,向下为正方程就是窑炉中二气流的柏努利方程,还可以写成 :hge1hs1hk1hge2hs2hk2hl(12)u2其中:hgeH()为几何压头hsppa为静压头hka2为动压头hl(12)为损失头2、方程的物理意义 :表示流动过程中能量的守恒关系。注意区别: 流体力学中的柏努利方程式: 表示单一流动绝对能量的守恒;气流柏努利方程:表示相对能量的守恒(热气体相对于冷气体) 。即:二气流柏努利方程中的各项都表示单位体积的热气体所具有能量与外界单位体积的冷气体所具有的能量之差。1)相对静压头物理意义:热气体相对于外界同高度冷气体压强的值 (相对压)。如图,以0面为零压面,则:热气体:P0P1h冷气体:Pa0Pa1ah两式相减得:()即:P1Pa1hahs1h(a)故相对静压头: h↑,hs1↑;结论:冷气体中的热气体,绝对压强,越向下越大;相对静压强,越向上越大。2)相对几何压头 hge H(a )物理意义:单位体积热气体相对于外界同高度冷气体位能之差。V1F升力若变换(浮力重力)H(a)(a)FFhgeAAA因此,相对几何压头可以理解为单位容器面积的上升力;或:反映为气体所具有的上升作 功能力,或:气体所具有的相对位能。 故:H↑,或γa↑,或γ↓,均使hge↑3)动压 hku22物理意义:单位体积的热气体所具有的动能。注意:几何压头仍具有相对的意义,只不过将外界空气的速度视为零而已。4)压头损失hl(12)物理意义;表示两截面间单位体积的热气体损失的总能量。即:摩擦阻力损失和局部阻力损失的总和。hl(12)lu2u2hfhl22de