问答题
均态均流(USUF)过程的基本特征是什么?在热力学中,对于通过进出口边界的质量流都采用均态均流(USUF)的假定条件,这有什么简便之处?
【正确答案】由于气体趋向均匀一致的速度非常快,因此充气及放气过程都可看作USUF过程。USUF过程的基本特征是系统中各点的状态及流速是随时间而变化的,但在每个瞬间,系统的状态及流速都是均匀一致的。
不论系统经历SSSF过程或是USUF过程,通过进出口边界的质量流都采用均态均流(USUF)的假定条件。
开口系统的特征是在边界上有质量交换。在质量跨越边界的过程中,由于存在摩擦阻力、温差传热等实际因素,质量流的状态(压力分布、温度分布)及流速(速度分布)都是不均匀的。为了简化并抓住问题的本质来进行热力分析,在热力学中都假定,质量在跨越边界的过程中,质量流的状态及速度都符合下列均态均流的条件。
①在任何瞬间,通过边界的流体,其状态及流速都是均匀一致的。
②系统进、出口边界都是静止的,即流体的牵连速度为cB零。
③流体的流动方向与边界垂直,即流体的相对速度cr等于它的法向速度crn,cr=crn。因此流体的绝对速度c可表示为c=cr+cB=crn
根据上述假定,通过边界的质量流率可以用如下的简单公式来计算:
m=ρAc=Ac/v
【答案解析】