4-2流体的状态方程
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《过程流体机械》思考题参考解答2 容积式压缩机☆思考题 往复压缩机的理论循环与实际循环的差异是什么☆思考题 写出容积系数λV 的表达式,并解释各字母的意义。
容积系数λV (最重要系数)λV =1-α(n1ε-1)=1-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎪⎭⎫⎝⎛110ns d S p p V V (2-12)式中:α ——相对余隙容积,α =V 0(余隙容积)/ V s (行程容积);α =~(低压),~(中压),~(高压),>(超高压)。
ε ——名义压力比(进排气管口可测点参数),ε =p d / p s =p 2 /p 1 ,一般单级ε =3~4;n ——膨胀过程指数,一般n ≤m (压缩过程指数)。
☆思考题 比较飞溅润滑与压力润滑的优缺点。
飞溅润滑(曲轴或油环甩油飞溅至缸壁和润滑表面),结构简单,耗油量不稳定,供油量难控制,用于小型单作用压缩机;压力润滑(注油器注油润滑气缸,油泵强制输送润滑运动部件),结构复杂(增加油泵、动力、冷却、过滤、控制和显示报警等整套供油系统油站),可控制气缸注油量和注油点以及运动部件压力润滑油压力和润滑油量,适用大中型固定式动力或工艺压缩机,注意润滑油压和润滑油量的设定和设计计算。
☆思考题 多级压缩的好处是什么多级压缩优点:①.节省功耗(有冷却压缩机的多级压缩过程接近等温过程);②.降低排气温度(单级压力比小);③.增加容积流量(排气量,吸气量)(单级压力比ε降低,一级容积系数λV 提高);④.降低活塞力(单级活塞面积减少,活塞表面压力降低)。
缺点:需要冷却设备(否则无法省功)、结构复杂(增加气缸和传动部件以及级间连接管道等)。
☆思考题分析活塞环的密封原理。
活塞环原理:阻塞和节流作用,密封面为活塞环外环面和侧端面(内环面受压预紧);关键技术:材料(耐磨、强度)、环数量(密封要求)、形状(尺寸、切口)、加工质量等。
☆思考题动力空气用压缩机常采用切断进气的调节方法,以两级压缩机为例,分析一级切断进气,对机器排气温度,压力比等的影响。
流体的状态方程和物性参数流体的状态方程和物性参数是描述流体性质和行为的重要理论基础。
本文将介绍流体的状态方程和物性参数的基本概念、作用及其在实际应用中的重要性。
一、流体的状态方程流体的状态方程是描述流体各种性质随压力、温度和密度等变化关系的数学表达式。
常见的流体状态方程有理想气体状态方程、实际气体状态方程和液体状态方程等。
1. 理想气体状态方程理想气体状态方程是描述理想气体性质的基本方程。
根据理想气体状态方程,气体的压力、体积和温度之间存在一定的定量关系,即PV=nRT,其中P为气体的压力,V为气体的体积,n为气体的物质量,R为气体常数,T为气体的温度。
理想气体状态方程对描述气体的性质和行为具有较高的精度和适用性,但在高压缩度和低温度条件下存在一定的误差。
2. 实际气体状态方程实际气体状态方程是描述实际气体性质的方程,它考虑了气体分子之间的相互作用和占据体积,常见的实际气体状态方程有范德华方程和本德方程等。
实际气体状态方程对于描述高压缩度和低温度条件下气体的性质和行为具有较高的准确性,但需要更多的实验数据和参数。
3. 液体状态方程液体状态方程是描述液体性质的方程,液体的状态方程通常采用复杂的经验公式或拟合曲线来描述。
液体状态方程的研究对于液体的物性计算和流体力学分析具有重要意义。
二、流体的物性参数流体的物性参数是描述流体性质的各种物理和化学属性的量化指标。
常见的流体物性参数有密度、粘度、热导率和表面张力等。
1. 密度流体的密度是定义为单位体积内流体质量的物理量,通常用符号ρ表示。
密度是衡量流体惯性和压缩性的重要参量,是描述流体运动和变形行为的基础。
2. 粘度粘度是流体内部分子间摩擦力的体现,是描述流体阻力和粘性特性的物性参数。
粘度的大小直接影响流体的流动特性和能量转移过程。
3. 热导率热导率是流体导热性能的物性参数,它描述了单位时间内流体传导热量的能力。
热导率的大小决定了流体的散热能力和热传导速率。
伯努利方程的应用伯努利方程对于流动体系除了掌握体系的对于流动体系,除了掌握体系的物料衡算关系以外,还必须找出体系各种形式能量之间的转换关系系各种形式能量之间的转换关系。
伯努利(Bernoulli)方程:描述了流体流动过程中各种形式能量之间的转换关系,是流体在定常流动情。
是热力学第一Daniel Bernoulli ,1700-1782况下的能量衡算式是热力学第定律对流体流动过程的具体描述。
流动系统的能量流动系统的能量:流动系统的能量流动系统的能量:(3) 动能:流体以一定的速度运动时便具有一定的动能,大时所需要的功小等于流体从静止加速到流速v时所需要的功。
(4) 静压能:流体进入划定体积时需要对抗压力所做的功。
流体进入划定体积时需要对抗压力所做的功若质量为m的流体体积为,某截面处的静压强为p,截面面积为A,则将质量为m的流体压入划定体积的功为:则将质量为的流体压入划定体积的功为质量为能量还可以通过其他外界条件与流动系统进行交换,包括::流体通过换热器吸热或放热Q e吸热时为正,放热时为负。
:泵等流体输送机械向系统做功W em 的流体交换热量=m Q e流体接受外功为正流体对外作功为负作功为负的流体所接受的功= mW e以截面两边同除以m单位质量流体稳定流动过程的总能量衡算式,流动系统的力学第一定律表达式系统内能变化系统内能变化:是单位质量流体从截面1-1到截面是单位质量流体从截面1-1到截面2-2流体通过环境直接获得的热量,Q e(1)流体通过环境直接获得的热量流体流动时需克服阻力做功,因而消耗机械能转化为热量,若流体等温流动,这部分热量则散失到系统外部。
设单位流体因克服阻力而损失的,则则不可压缩流体ρ=const=0无外加功W e=0理想流体,Σhf伯努力方程努力方程的有关伯努力方程的讨论(1)伯努力方程的适用条件:不可压缩的理想流体做定常流动而无外功输入的情况,选取截面符合缓变流条件。
单位质量流体在任一截面上所具有的势能、动能和静压能之和是一常数。