第9章  气体和蒸汽的流动
基本要求：
1．深入理解喷管和扩压管流动中的基本关系式和滞止参数的物理意义，熟练运用热力学理论分析亚音速、超音速和临界流动的特点。
2．对于工质无论是理想气体或蒸汽，都要熟练掌握渐缩、渐缩渐扩喷管的选型和出口参数、流量等的计算。理解扩压管的流动特点，会进行热力参数的计算。
3．能应用有摩擦流动计算公式，进行喷管的热力计算。
4．熟练掌握绝热节流的特性，参数的变化规律。

基本知识点：
9．1 绝热流动的基本方程
一、 稳态稳流
工质以恒定的流量连续不断地进出系统，系统内部及界面上各点工质的状态参数和宏观运动参数都保持一定，不随时间变化。

二、连续性方程
由稳态稳流特点，  const
该式适用于任何工质可逆与不可逆过程
三、绝热稳定流动能量方程
      
对绝热、不作功、忽略位能的稳定流动过程
  得： 
说明：增速以降低本身储能为代价。
四、定熵过程方程
   由可逆绝热过程方程     =const

五、音速与马赫数
音速：微小扰动在流体中的传播速度。

注意：压力波的传播过程作定熵过程处理。
特别的， 对理想气体：   只随绝对温度而变

 马赫数（无因次量）：流速与当地音速的比值
         M>1，超音速
M=1   临界音速
M<1  亚音速

9．2  定熵流动的基本特性
一、气体流速变化与状态参数间的关系
二、管道截面变化的规律

9．3   喷管中流速及流量计算
9．4 扩 压 管
9．5具有摩擦的流动
9．6 绝热节流

重点、难点
1．喷管和扩压管截面变化与速度、压力变化的关系。
2．喷管的选型与临界截面的关系。
3．有摩擦流动时，喷管的流动特点及热力参数的计算。
  思考题
1．对提高气流速起主要作用的是喷管的形状，还是气体本身的状态变化？

2．为什么渐扩形管道在一定条件下能使气流加速？对液体能否？

3．为什么气体在渐缩喷管只能膨胀到临界状态？

4．喷管的临界状态有哪些特性？什么是最大流量？如何确定？什么是临界压力比？它和什么因素有关？有何用处？

5．一个缩放喷管，原来在设计工况下工作。如其他情况不变，只把初压p1提高，流动情况将有什么变化？渐缩喷管呢？

6．喷管出口截面积、喷管最大流量是由哪些因素决定的？

7．若可压缩流体流经无摩擦喷管对外散热，试向下式是否成立
 
8．请说明下列说法是否正确：
（1）流体流动速度愈快，则弱扰动在该流体中的传播速度也愈快？
（2）气体在变截面管内定熵流动，气流的最小截面即为临界截面。
9．当M=1时， 。这意味着管截面应为极小（f=fmin）或为极大（f=fmax），但为什么说M=1只能出现在最小截面。
10．渐缩喷管出口截面最小，流体会不会在该处受挤压，致使压力升高，为什么？
11．什么条件下，喷管的进口参数和总参数相同，出口压力和背压相同？

作业：9-3、9-4、9-5、9-7、9-8、9-11、9-12、9-17、9-18

 热设计资料下载：  工程热力学讲稿 第9章 气体和蒸汽的流动

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