Bài giảng Khí động lực học: Bài 6 - Nguyễn Mạnh Hưng

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:19

Thêm vào BST

Báo xấu

104
lượt xem 20
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng bài 6 giúp các bạn nắm được những kiến thức về các phương trình cơ bản liên quan đến dòng không nhớt nén được, nội năng Entanpy, định luật Nhiệt động học, mối quan hệ đẳng Entropy trong Dòng không nhớt nén được. Ngoài ra, bài giảng còn giúp các bạn biết được trạng thái hãm, một số hiệu ứng dòng trên âm và với những bài tập ví dụ sẽ giúp các bạn củng cố những kiến thức này một cách tốt hơn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Khí động lực học: Bài 6 - Nguyễn Mạnh Hưng

Khí động lực học Dòng không nhớt nén được 1
Phương trình cơ bản  Khí lý tưởng p RT  R=287J/(kg.K) 2
Nội năng-entanpy  Tổng năng lượng mole của toàn bộ khối khí gọi là nội năng.  Nội năng tính cho đơn vị khối lượng KH e liên hệ với entanpy (e): h=e+pv  Đối với khí hoàn hảo (pefect gaz) thì nội năng và entanpy phụ thuộc vào nhiệt độ: e=e(T), h=h(T)  de=cvdT; dh=cpdT 3
Nội năng-entanpy  cv,cp là nhiệt dung đẳng tích và đẳng áp  Với khí hoàn hảo: e=cvT, h=cpT  Cp-cv=R cp R R ;cp ; cv cv 1 1 1.4 Đối với khí tiêu chuẩn 4
Định luật nhiệt động học thứ nhất  Với một hệ như hình vẽ δq là nhiệt trao đổi trong và ngoài hệ, δw công sinh ra bởi hệ thống, sự thay đổi nội năng trong khối de: q w de Đó là định luật 1 của nhiệt động lực học δw δq 5
Định luật nhiệt động học thứ nhất  Có 3 quá trình trao đổi:  Đoạn nhiệt: không có sự trao đổi nhiệt của hệ với bên ngoài  Thuân nghịch: quá trình không có ảnh hưởng của độ nhớt, dẫn nhiệt, trao đổi chất δw=-pdv  Đẳng enpotry: vừa đoạn nhiệt vừa thuận nghịch 6
Định luật 2 nhiệt động lực học  Tại sao? Đá lanh tiếp xúc với thép nóng  đá ấm lên, thép lạnh đi. Định luật 1 không giải thích được. Thậm chí còn giải thích đá lạnh đi, thép nóng lên.  Để giải thích ta đưa thêm hướng vào bằng định nghĩa entropy qrev ds T s là entropy của hệ thống, qrev trao đổi nhiệt thuận nghịch, T nhiệt độ của hệ thống 7
Định luật 2 nhiệt động lực học  Trong q trường hợp tổng quát ds dsirev T  ở đây q, dsirev là nhiệt thêm vào hệ thống và entropy trong quá trình thuận nghịch dsirev 0  Dấu bằng xẩy ra trong quá trình thuận nghịch q Công thức của định ds Luật 2 nhiệt động lực T Học  Quá trình đoạn nhiệt ds 0 8
Định luật 2 nhiệt động lực học  Quá trình thuận nghịch: Tds pdv de Tds de pdv  Enthanpy dh de pdv vdp Từ pt tính  Kết hợp ta có dT pdv ds cv T T dT vdp ds c p T T pv RT dT Rdp ds cp T p 9
Định luật 2 nhiệt động lực học  Tích phân từ trạng thái 1 đến trạng thái 2 T2 p2 dT Rdp s2 s1 cp T1 T p1 p T2 p2 s2 s1 c p ln R ln T1 p1  Tượng tự T2 v2 s2 s1 cv ln R ln T1 v1 10
Mối quan hệ đẳng entropy  Đẳng entropy q 0; dsirev 0  Do đó ds 0 cP / R T2 p2 p2 T2 0 c p ln R ln T1 p1 p1 T1 cp / 1 p2 T2 R 1 p1 T1  Tương tự 1/ 1 p2 T2 / 1 2 v2 T2 p1 T1 1 v1 T1 11
Bài tập ví dụ  Một máy bay boeing 747 bay ở độ cao tiêu chuẩn 36000 ft. Áp suất một điểm trên canh là 400lb/ft². Giả sử dòng đẳng entropy, hãy tính nhiệt độ tại điểm này; 12
Bài tập ví dụ Ở điều kiện tiêu chuẩn và độ cao 36000ft, p∞=476lb/ft² và T∞=391°R / 1 p T p T 1/ 1.4 1 / 1.4 p 400 T T 391 372 R p 476 13
Định nghĩa tính nén được  Tính 1 dv nén được v dp  Tính 1 dv nén được đẳng T v dp nhiệt T  Tính nén được đẳng 1 dv s entropy v dp s 1 v dv dp Tính nén được thể hiện khi M>0.3 14
Các phương trình  Phương trình liên tục dV VdS 0 div ( V ) 0 t V S t  Phương trình động lượng VdV VdS V pdS fdV t V S S V Du p Dv p Dw p fx fy fz Dt x Dt y Dt z 15
Phương trình  Phương trình năng lượng D e V2 /2 q . pV f .V Dt  Ba phương trình với 5 ẩn: p V,ro,T,e  Với khí hoàn hảo  Phương trình trạng thái p RT  Phương trình nội năng e cvT 16
Trạng thái hãm  Là trạng thái mà vận tốc V=0. Các giá trị hãm ký hiệu 0 cụ thể h0 ; T0 ; 0  Từ phương trình năng lượng với dòng chảy dừng (xem chứng minh ở sách tham khảo) V2 h0 h 2  Quá trình đoạn nhiệt h0=const  Một trạng thái khác khi Ua, ký hiệu T*,a* 17
Trạng thái hãm Dòng không đoạn nhiệt Dòng dang nhiệt h1 , h01 h2 , h02 h1 , h01 h2 , h02 T1 , T01 1 2 T2 , T02 T1 ,1T01 2T 2 , T02 h01 h02 h01 h02 T01 T02 T01 T02 Đẳng entropy Không đẳng entropy p1 , p01 p2 , p02 p2 , p02 p1 , p01 , 2, 1 01 02 2 , 1, 1 1 2 2 02 01 p01 p02 p01 p02 01 02 01 02 18
Một số hiệu ứng dòng trên âm