本篇目录:
- 1、什么叫稳定流动、绝热流动?
- 2、稳定流动的流管截面是一定的吗?
- 3、稳定流动能量方程
- 4、为什么稳定流动过程熵变是0
- 5、绝热稳定流动过程中,采用了哪些基本方程式
- 6、为什么不可逆绝热稳定流动过程中,系统熵的变化为零
什么叫稳定流动、绝热流动?
1、稳定流动的概念:是指流体在管道或设备中流动时,各处的流速、压力、密度等物理量均不随时间变化的流动状态。稳定流动是流体工程中一个重要的概念,在化工、石油、能源、环境等领域有着广泛的应用。
2、流体在管道中流动时,任一截面处流体的密度、压强、流量和流速等均随位置而变化,不随时间而变化,这种流动称为稳定流动。
3、稳定流动是指流场中每一空间点上的流动参数都不随时间变化的流动,又称恒定流动。
4、稳定流动是,能量转换设备处于稳定工况,流道中任何位置上流体的状态及流速、流量等都不随时间变化而始终保持稳定,所以,参数不随时间变化。
稳定流动的流管截面是一定的吗?
在一倾斜管中流动的水,如果不考虑摩擦损失,截面形状和流速都不变的话,在理论上是不违反能量守恒的。这是因为在斜管中,水分子受到重力的作用而沿着管道流动。
稳定流动是,能量转换设备处于稳定工况,流道中任何位置上流体的状态及流速、流量等都不随时间变化而始终保持稳定,所以,参数不随时间变化。
不移动。稳定流动的流线、流管特点:流线永不相交,流管中流体只在管中流动,稳定流动中,流管的形状和位置不随时间发生变化。如果各流线上各点的速度不随时间而变,则流动称为稳定流动,流管是由一束流线围成的管状区域。
通过方程,我们可以知道,当空气稳定地连续的在一流管中流动时,流管截面面积小时,流速大;截面面积大时,流速小。
即,当流管截面面积增大时,密度增大。 在高速流动中,密度的变化取决于流体的压缩性。如果流体是不可压缩的,则密度与流管截面面积无关。如果流体是可压缩的,则密度与流管截面面积成反比。
稳定流动能量方程
理想液体伯努利方程的物理意义是什么:在管道内做稳定流动的理想液体具有三种形式的能量,即压力能、位能和动能。
开口系统能量守恒方程 由热力学定律,在开口系统稳定流动的能量微分表达式为:忽略重力的作用,也不考虑对阀门做功。
能量守恒:稳定流动的能量方程基于能量守恒原理,在稳定流动过程中,进入系统的能量等于离开系统的能量,系统内部储存的能量与时间变化率为零,即进入系统的能量与离开系统的能量相等。
p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量 (2)其中ρv^2/2项与流速有关,称为 动压强 ,而p和ρgh称为 静压强 。伯努利方程 揭示流体在 重力场 中流动时的 能量守恒 。
关于伯努利方程的三种形式如下:P1/ρg+h1+ν1/2g=C(constant value)。ρg(P1/ρg+h1+ν1/2g)=C(another constant value)。i.e.P1+h1ρg+1/2ρv^2=C。
伯努利方程是描述流体在沿着流线运动时能量守恒的物理定律。它基于以下几个假设:稳态流动、无粘性流体、不可压缩流体和沿流线无外力。
为什么稳定流动过程熵变是0
1、其中总熵变题设为0;绝热流动说明熵流为0;不可逆流动说明熵产0;所以增加的熵加在了质流熵里。(题设为稳定流动,非稳态稳流!所以状态是变化的!!质流熵不能像稳态稳流里一样直接变为0。
2、因为熵是状态函数,所以体系熵变为零,其次,因为循环是不可逆的,所以系统加环境的总熵一定大于零,即环境的熵变大于零。对于一个可逆的循环过程,可以分解为很多的微小的循环的积分,在这些微小的循环中熵变为0。
3、由于没有热量交换,根据热力学第一定律,其内能的改变为0,即△U=0。而熵的改变可以通过热力学第二定律来描述,热力学第二定律指出在一个孤立系统中,熵总是要增加的,即△S=0。
4、稳定流动绝热系,进行不可以过程,虽进出口熵差大于零,但系统的熵变为零。
5、熵不为0.熵变为0.因为熵是状态函数,只取决于系统的始末态,状态函数是单值函数,一个状态只对应一个数值。
绝热稳定流动过程中,采用了哪些基本方程式
绝热过程的方程为:PdV+VdP=nRdT,dQ=dU+dW=0,dU=nCvdT。
公式如下图:关于理想气体,有可逆绝热过程方程,在满足理想气体、绝热、可逆这三个基本条件,才能使用该方程。
稳定绝热稳定绝热流动能量方程式为:h+c=h+c实验表明:节流后的压力降低了,但节流前气体的流速基本不变。
为什么不可逆绝热稳定流动过程中,系统熵的变化为零
熵是状态量,工质状态没变,当然没有熵变了。 控制体和控制体外当然也不一样了。
不可逆过程中热量交换会引起熵的增加,因此熵的改变为正值,即△S0。但是由于能量转换是有损耗的,不可逆过程中内能的改变为0,即△U=0。
③在孤立系统中,实际发生过程,总使整个系统的熵值增大,此即熵增原理。摩擦使一部分机械能不可逆地转变为热,使熵增加。
对于一个可逆的循环过程,可以分解为很多的微小的循环的积分.在这些微小的循环中熵变为0,故有不可逆循环过程体系熵变等于零。此外因为不可逆循环过程是不可逆的,所以系统加环境的总熵一定大于零,即环境的熵变大于零。
熵的变化包括两个部分:一是系统和环境间发生热传导或质量输运,另一部分是由系统内不可逆的热力学过程产生的熵增。如果上述两个部分都不发生,则熵不变。对封闭系统,没有质量输运。对绝热系统,没有热传导。
熵变化为零。因为是循环。不可逆只是说熵产大于零,即不可逆造成的能量耗散大于零。熵的变化量等于熵产加熵流。孤立系统是工质加外界环境组成的。耗散都到外界环境了,所以外界环境熵增。所以孤立系统熵增。
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