第五章滞止参数与气动函数
- 格式:ppt
- 大小:1.42 MB
- 文档页数:71
滞止状态和滞止参数1. 什么是滞止状态和滞止参数?在物理学和工程学中,滞止状态和滞止参数是两个广泛研究的概念。
滞止状态是指物理或化学系统中的一种稳定状态,它在某些参数条件下可以保持稳定。
而滞止参数则是使得系统达到滞止状态的一种参数或一组参数。
在某些情况下,滞止状态也称为稳定吸引子或吸引态。
2. 滞止状态的特征滞止状态具有以下特征:1. 稳定性:滞止状态是一种稳定状态,即系统在某些参数条件下可以一直保持这种状态。
2. 重现性:滞止状态可以在相同的参数条件下重现,即后续实验会得到相同的结果。
3. 可持续性:滞止状态可以通过调整系统参数或加入外部环境因素来保持。
4. 存在性:滞止状态并不是所有系统都存在的,只有特定的物理或化学系统才有可能存在。
3. 滞止参数的举例滞止参数可以是系统中某一物理量,也可以是一组物理量的组合。
以下是几个常见的滞止参数示例:1. 温度:在很多物理化学系统中,温度是一个重要的滞止参数。
2. 扭矩:在机械系统中,扭矩是一个使转子停止并达到平衡位置的滞止参数。
3. 营养物质:在生态系统中,营养物质的供给和消耗是维持生态平衡的滞止参数。
4. 人为控制:在一些工业流程中,人为控制参数可以帮助维持系统的滞止状态。
4. 滞止状态和物理学模型滞止状态在物理学模型中是一个重要的概念,可以用于解释许多大自然现象。
例如,地球的气候系统可以看作是一个具有多个滞止状态的复杂系统。
在这些状态中,地球的温度、大气压力和风速等参数是重要的滞止参数。
另一个常见的例子是电路中的滞变现象。
在某些电路中,电流和电压之间存在一种非线性关系。
这种关系使得电路的行为呈现出滞变现象,电路会在滞止态和非滞止态之间来回切换。
5. 滞止状态与复杂系统滞止状态在复杂系统中也发挥着重要作用。
例如,在生态系统中,滞止状态可以帮助维持生物物种的多样性。
在社会系统中,政策的调整和改革也需要找到恰当的滞止状态来维持系统的平衡。
然而,复杂系统中的滞止状态是非常容易被干扰和破坏的。
第五讲 气动函数及压力波一、 气流参数(一)滞止参数如果按照一定的过程将气流速度滞止到零,此时气流的参数就叫做滞止参数。
滞止状态的概念可以很形象地用图5-1来表示。
它是假想把某一点处的气流引入一个容积很大的贮气箱,使其速度滞止到零。
根据一元稳定绝能流动的能量方程式2211221122h v h v +=+ 可知气体的焓值随气流速度的减小而增大。
如果把气流由速度v 1=v (焓h 1=h )绝能地滞止到v 2=0,此时所对应的焓值h 2就称为滞止焓,用符号h *表示,则*212h h v =+如果研究的是定热比容的完全气体,h =c p T ,则式(9一22)可改p c v T T /212*+= (5-1) 式中 T *称为滞止温度,它是把气流速度绝能滞止到零时的温度。
将式(5—1)两边同除以T ,则有2*2221111/1/()12212p kR k v T T v c T v T k c -=+=+=+- 所以*211Ma 2k T T -=+(5-2) 前面得到了滞止温度与温度的比与Ma 数的关系式,下面我们来推导一下其它滞止参数的表达式。
完全气体的状态方程和滞止状态的状态方程可表示为p =ρRT 和p *=ρRT * ,两者相除则有***()()p p ρρT T =。
(a ) 对等熵流动有p */ ρ*k =常数,p / ρk =常数,两者相比,则有**()k p p ρρ=。
(b ) 由式(a )和(b )可得图5-1 滞止参数模型**2111()(1Ma )2k kk k k p p T T ---==+ (5-3)11**2111()(1Ma )2k k k ρρT T ---==+ (5-4)由式(9-2、3、4)可知,气流参数与其滞止参数的比值只是气流Ma 数的函数。
这种函数关系是分析和计算气体流动的基础,在气体动力学中占有非常重要地位。
这里应强调的是,在气体动力学中,引进滞止状态的概念是把它作为一个参考状态。
附录3 气动函数及其他常用公式1、气动函数())()()(-1)()(-1-111111-12211-21211-211-λλλλλλλλπλλτγγγγγγγγγγγz q f q -+++++====)()()()( 1()Z λλλ=+ 其中, λ表示速度系数,0λ>。
λ与马赫数Ma 的关系为:22212112Ma Ma γλγ+=-+。
γ:气体绝热指数,纯空气=1.4γ,燃气=1.33γ。
2、气体常数R计算方法:R 与空气的湿度和油气比有关。
一般用如下方法计算湿燃气的R :28.9644(10.0308764)bm f =-;(1)/((1)//18.01534)mg f d f bm d =++++;8314.298/R mg =;其中,f 为湿燃气的油气比,d 为湿度。
一般地,取湿度为0,油气比f 为燃气中燃油流量和空气流量的比值。
简化计算:在进气道、风扇、压气机、CDFS 和各个涵道中,0f =,因此在这几个部件中,R 一般取287J/(kg ·K);在燃烧室之后的部件中,R 可以取287.31J/(kg·K)。
3、流量系数m k流量系数m k在流量公式*()a m W k Aq λ=中用到,m k =,简化计算,R γ取定值。
空气:1.4,2870.0404m R k γ===燃气: 1.33,287.310.0397m R k γ===基本概念压气机增压比定义为该级出口气流的总压与进口气流的总压之比。
压气机效率定义为在相同条件下,达到同样的增压比时,使气流经历等绝热压缩过程消耗的功与实际压缩过程所消耗的功之比。
压气机压比函数值 设压气机某换算转速所对应的增压比数据(见附录4)的最大值为max pr ,最小值为min pr ,则定义该换算转速对应的压气机增压比pr 的压比函数值zz 为: min max minzz=pr pr pr pr -- ,即压气机增压比的标准化变量。