发布时间 : 星期一 文章娲诲鍘嬬缉鏈烘皵娴佽剦鍔ㄦ暟鍊兼ā鎷熷強瀹為獙楠岃瘉 - 鐧惧害鏂囧簱更新完毕开始阅读d7a09a250508763230121206
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和 ,则控制体能量净流出量为:
2)控制体内能量的变化量 控制体内流体具有的能量为
。在单位时间
内变化量为:
3)表面力所做功
表面力即瞬时压力,在单位时间
内,压力作的功为
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,所以压力在控制面I、II上所作功的代数和为:
4)热交换
在单位时间内,设单位质量流体与外界的热交换量为
,输入热量取正值,输出时取负值。假定气体流动过程中,气流与管道壁面的摩擦力作负功,全部转变为热量并且都被气体吸收,则摩擦力作功与气体吸收的热量平衡,在
时间内,控制体与外界的热交换量为:
综合以上分析,根据能量守恒定律得出等截面管内气流的能量方程为:
化简后得:
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上式中
表示单位长度管道气流与壁面的换热量,它可由下式计算出:
式中:
——换热系数/W·(m2·K)-1;
——管道内径/ m;
——管内流体温度/K;
——管外环境温度/K。 换热系数
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的计算公式如下:
式中:
——流体的导热系数/W·kg·K)-1;
——努塞尔数。它可用雷诺数Re和普朗特数Pr求得[49]:
方程(2-1)、(2-3)、(2-4)独立的未知物理量有
、
四个,而方程组只有三个,为使方程封闭,需要补充内能表达式,根据热力学理论,气体内能的计算式为: