Реферат Курсовая Конспект
Уравнение неразрывности - Конспект Лекций, раздел Механика, Термодинамика. Конспект лекций Рассмотрим Элемент Канала С Бесконечно Малой Длиной Dx (Рис. 1). ...
|
Рассмотрим элемент канала с бесконечно малой длиной dx (рис. 1).
Рис. 1.
В начальный момент времени t выделим массу газа, находящуюся между сечениями канала «x» и «x+dx». Эта масса представляет собой физическое тело, масса которого сохраняется при всех его последующих эволюциях.
На левой границе выделенного объема параметры равны {u, r, P, T}. На правой границу – {u+du, r+dr, P+dP, T+dT}, причем du=(du/dx)dx и аналогично для всех других параметров.
Левая граница выделенного тела за промежуток времени между «t» и «t+dt» перемещается на расстояние udt. Правая – на (u+du)dt. Рассмотрим часть объема канала, находящуюся между левой границей «нового» положения тела и правой границей «старого». Поскольку течение стационарное, масса газа, находящаяся в этом объеме в момент времени «t», равна массе, находящейся там же в момент «t+dt». Поэтому массу выделенного физического тела в момент «t+dt» можно выразить следующим образом:
Второй (отрицательный) член в правой части – это масса газа, заключенная между левой границей «старого» положения и левой границей «нового» положения выделенного физического тела. udt – это продольный размер, F – площадь сечения, поэтому uFdt – это объем, а ruFdt – масса. Третий член (положительный) – это, аналогично, масса газа, находящегося между правыми границами.
В силу закона сохранения массы:
Объединяем два последних выражения, затем раскрываем скобки и пренебрегаем членами с порядком малости выше первого. Получается:
Разделим на ruF. Получается:
Это и есть окончательная форма уравнения неразрывности для стационарного одномерного потока, которое является следствием закона сохранения массы. Помня о том, что дифференциалы всех величин выражаются через их производные по единственной независимой переменной «x», это можно записать следующим образом:
Это уравнение можно переписать в форме:
Это означает, что массовый расход газа, движущегося в канале, не зависит от продольной координаты , как и должно быть в стационарном потоке. В противном случае в канале были бы участки, в которых масса газа увеличивается или уменьшается. Тогда плотность газа на этих участках должна была бы расти во времени, а это невозможно, поскольку поток стационарный.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Термодинамика активных сред химических лазеров. Конспект лекций. Составитель: Д.т.н., профессор А.В. Савин...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Уравнение неразрывности
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов