- •Термодинамика и теплопередача. Учебное пособие
- •Раздел II. Основы газовой динамики гтд
- •Содержание
- •Раздел II
- •Тема 6. Свойства движущегося газа
- •Тема 7. Основные уравнения газовой динамики
- •Тема 8. Термодинамика газового потока
- •Основные условные обозначения
- •Основные сечения потока
- •Сокращения
- •Используемые индексы
- •Предисловие
- •Введение
- •Раздел II. Основы газовой динамики гтд
- •Тема 6. Свойства движущегося газа
- •6.1. Основные задачи газовой динамики
- •6.2. Структура основных понятий газовой динамики
- •6.3. Международная стандартная атмосфера (мса)
- •6.4. Свойства движущегося газа
- •6.5. Скорость звука. Число Маха
- •6.6. Картина обтекания твёрдого тела потоком газа
- •6.6.1. Пограничный слой
- •6.8. Обтекание сверхзвуковым потоком плоской стенки, выпуклых и вогнутых поверхностей
- •6.8.1. Обтекание плоской стенки
- •6.8.2. Обтекание сверхзвуковым потоком выпуклых поверхностей
- •6.8.3. Обтекание сверхзвуковым потоком вогнутых поверхностей
- •6.9. Скачки уплотнения и их особенности
- •Проверьте, как Вы усвоили материал
- •Тема 7. Основные уравнения газовой динамики
- •7.1. Основные допущения, принимаемые в газовой динамике
- •7.2. Уравнение неразрывности (расхода)
- •7.3. Уравнение первого закона термодинамики
- •7.4. Уравнение сохранения энергии
- •7.5. Применение уравнения сохранения энергии и уравнения неразрывности к элементам гтд
- •7.5.2. Применение уравнения неразрывности к элементам гтд
- •7.6. Обобщенное уравнение Бернулли
- •7.6.2. Уравнение Бернулли для жидкости и несжимаемого газа
- •7.7. Уравнение Эйлера о количестве движения
- •7.8. Уравнение Эйлера о моменте количества движения
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Проверьте, как Вы усвоили материал
- •Тема 8. Термодинамика газового потока
- •8.1. Форма канала, необходимая для разгона и торможения газового потока
- •8.2. Параметры заторможенного потока
- •8.3. Уравнение сохранения энергии в параметрах заторможенного потока
- •8.4. Измерение параметров потока
- •8.5. Изменение полной температуры и полного давления в газовом потоке
- •8.6. Скорость истечения газа из сопла
- •8.7. Критические параметры газового потока. Критическая скорость
- •8.8. Основные газодинамические функции и их использование при расчётах газовых потоков
- •8.9. Идеальное течение газа в соплах. Основные положения
- •8.10. Режимы работы дозвукового сопла
- •8.10.1. Изменение параметров потока в суживающемся (дозвуковом) сопле.
- •8.10.2. Работа дозвукового сопла на расчётном режиме
- •8.10.3. Работа дозвукового сопла на нерасчётном режиме
- •8.11. Режимы работы сверхзвукового сопла (сопла Лаваля)
- •8.11.1. Изменение параметров потока вдоль сопла Лаваля
- •8.11.2. Влияние на течение газа в сопле
- •8.11.3. Влияние и pH на течение газа в сопле
- •8.12. Расход газа
- •8.13. Сопла с косым срезом
- •8.14. Эжекторное сопло
- •8.15. Особенности разгона и торможения потока газа при различных воздействиях
- •8.15.1. Расходное воздействие
- •8.15.2. Тепловое воздействие
- •8.15.3. Механическое воздействие
- •8.15.4. Воздействие трения
- •8.15.5. Совместное влияние ряда воздействий на течение газа в сопле
- •8.16. Основные выводы о движении газа в каналах переменного сечения
- •8.17. Применение энтальпийной диаграммы для анализа процессов ускорения газа в сопле
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Проверьте, как Вы усвоили материал
- •Заключение
- •Список использованной литературы
- •Приложение
- •Международная стандартная атмосфера (мса) гост 4401–81 (фрагмент)
- •Теплофизические величины
- •Соблюдайте гост 8.417 – 2002
Основные условные обозначения
Vп – скорость полёта, м/с
Н – высота полёта, м (км)
М – число Маха (отношение скорости потока к скорости звука)
а – скорость звука, м/с
с – скорость потока, м/с
p – давление газа, Па (кПа)
V – объём, м3
ΔV – изменение объёма, м3
υ – удельный объём, м3/кг
ρ – плотность, кг/м3
t – температура по шкале Цельсия, °С
Т – абсолютная температура, К
ΔТ – изменение абсолютной температуры, К
E – энергия теплового движения частиц, Дж
h – высота столба жидкости, м
°С – единица измерения температуры по шкале Цельсия
°F – единица измерения температуры по шкале Фаренгейта
°R – единица измерения температуры по шкале Ранкина
R – газовая постоянная, Дж/(кг·К)
Rμ, Rун – универсальная газовая постоянная, Дж/(кмоль·К)
μ – масса одного киломоля газа, кг/кмоль
Vμ – объём одного киломоля газа, м3/кмоль
n – число молекул в единице объёма, показатель политропы, полётный
m – масса молекулы, кг
– средняя квадратичная скорость поступательного движения молекул, м/с2
U – внутренняя энергия, Дж
ΔU – изменение внутренней энергии, Дж
ex – эксергия, Дж/кг
s – энтропия, Дж/К
s – удельная энтропия, Дж/(кг·К)
Δs – изменение энтропии, Дж/К
L – удельная работа, Дж/кг
Q – количество теплоты, Дж
q – удельный подвод (отвод) теплоты, Дж/кг
i – удельная энтальпия, Дж/кг
k, kг – показатель адиабаты для воздуха, газа
к = 1,380662·10-23 Дж/К, постоянная Больцмана
gi – массовая доля i-го компонента газа в смеси
ri – объёмная доля i-го компонента газа в смеси
С – теплоёмкость рабочего тела, Дж/К
С – удельная теплоёмкость рабочего тела, Дж/(кг·К)
Ссм – истинная удельная теплоёмкость смеси, Дж/(кг·К)
Сi – истинная удельная теплоёмкость данного компонента “чистого газа”, Дж/(кг·К)
Сср – среднее значение удельной теплоёмкости в интервале температур T1…T2 , Дж/(кг·К)
W – термодинамическая вероятность
F – площадь проходного сечения, м2
G – секундный массовый расход, кг/с
P – тяга двигателя, Н (кН)
N – мощность, Вт (кВт)
m ∙ c – количество движения, кг∙м/с
M – момент силы, Н·м; момент количества движения, кг∙м2/с
u – окружная скорость, м/с
r – радиус, м
ω – угловая скорость, рад/с
πк – степень повышения давления воздуха в компрессоре
πт – степень понижения давления газа в турбине
πс – степень понижения давления газа в сопле
πкр. – критическая степень понижения давления газа
πс.р. – располагаемая степень понижения давления газа в канале сопла
π∑ – степень повышения (понижения) давления воздуха в двигателе
Ө – степень подогрева воздуха в двигателе
; Ө .
ε – степень сжатия, холодильный коэффициент
λ – степень повышения давления при подводе тепла
ρ – степень расширения при отводе тепла
τ (λ) = Т/Т* – газодинамическая функция температуры
π (λ) = p/p* – газодинамическая функция давления
ε (λ) = ρ/ρ* – газодинамическая функция плотности
q (λ) = – газодинамическая функция плотности тока газа,
где λ = – коэффициент скорости
φ (с) = – коэффициент скорости реактивного сопла
m – численный коэффициент в уравнении расхода, (кг·К/Дж)0,5, зависящий от свойств газа и определяется по формуле:
m =
Для воздуха (при R = 287 Дж/(кг·К) и k = 1,4) m = 0,0405 (кг·К/Дж)0,5, для продуктов сгорания (при R = 288 Дж/(кг·К) и k = 1,33) m = 0,0396 (кг·К/Дж)0,5.