工程热力学 Engineering Thermodynamics 教案
第九章 气体与蒸汽的流动(5 学时)
1. 教学目标及基本要求
了解工程上常见的绝热流动过程(可逆与不可逆过程) ; 掌握定熵流动特性,能画出特性图中主要的曲线; 熟悉定熵流动喷管(扩压管)的计算步骤.
2. 各节教学内容及学时分配
9-1 概述 9-2 稳定流动的基本方程(0.5 学时) 9-3 定熵流动的基本特性,声速与马赫数 9-4 气体在喷管和扩压管中的流动 9-5,9-6 喷管的计算 9-7 有摩擦的绝热流动 9-8 绝热节流(0.5 学时)
3. 重点难点
绝热流动过程(可逆与不可逆过程)特性,定熵流动的基本方程,定熵流动特 性图;滞止参数;喷管计算(设计及校核) ;有摩擦的流动.
4. 教学内容的深化和拓宽
校核计算;第二定律分析;因滞止引起的测温误差.
5. 教学方式
讲授,讨论,.ppt
6. 教学过程中应注意的问题
蒸汽不要当理想气体计算,如h = cpT.计算流速开平方前勿忘单位制统一.
7. 思考题和习题
思考题:教材的课后自检题(部分在课堂上讨论) 习题:教材习题 2,3,5,6,9(可变)
8. 师生互动设计
讲授中启发讨论: 喷管/扩压管的形状. 因滞止引起的测温误差.
9. 讲课提纲,板书设计
工程热力学 Engineering Thermodynamics 教案
第九章 气体与蒸汽的流动 9-1 概述 讨论:热力学参数-流速-流道尺寸/形状间关系 喷管,扩压管设计的热力学基础 工质:理想气体,水蒸汽 简化:先讨论一维定熵稳定流动,再讨论有摩擦的流动
静叶(喷管)
喷气发动机
9-2 稳定流动的基本方程 ★ .ppt 图示:绝热喷管 一,质量守恒方程(连续性方程) qm = 二,能量方程 Ac f v = 定值 或 dA dc f dv + =0 A cf v
δq = dh + δwt = dh + dc 2 + gdz + δwnet δq = 0, δwt = vdp, δwnet = 0, dz = 0 f
1 2 dc f = dh = vdp 或 cdc f = dh = vdp 2 三,过程方程(熵方程+状态方程) pv γ = 定值 或 dp dv +γ =0 p v
1 2
9-3 定熵流动的基本特性,声速与马赫数 ** 定熵流动特性曲线(稳定流动基本方程组的图示) ★ .ppt 图示:定熵流动特性曲线 1. 比体积 v
工程热力学 Engineering Thermodynamics 教案
dv v d 2v (1 + γ )v = 0 2 γp dp γ p dp 2. 温度 T
dh = c p dT = vdp
3. 当地声速 c
dT v d 2T dv v = > 0, = = <0 2 dp c p dp c p dp c pγp
c = γpv = γRg T c 2 = γRg T 2c 4. 流速cf c f dc f = vdp d 2c f dp 2 5. 截面积 A v2 = ... = 3 cf dc f dp = v 0, = ... < 0 dp dp dp 2cc p dp 2
2 c2 f 2 1 = v3 Ma 2 1 c c f
(
)
dA Adv Adc Av = = ... = 2 (1 Ma 2 ) dp vdp cdp cf 1 超声速流动
** 马赫数
c Ma = cf
9-4 气体在喷管和扩压管中的流动 热力学参数-流速-流道尺寸/形状间,受定熵流动方程的制约关系. ** 喷管和扩压管的形状

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