軸向柱塞泵可壓縮流體配流原理

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流體的壓縮性液體

流體的可壓縮性是指流體受壓，體積縮小，密度增大，除去外力后能恢復(fù)原狀的性質(zhì)?？蓧嚎s性實(shí)際上是流體的彈性。液體在通常的壓力或溫度下，壓縮性很小。例如水在100個(gè)大氣壓下（1大氣壓=101 325帕），容積縮小0.5%；溫度從20℃變化到100℃，容積降低4%。但在某些特殊問題中（例如水下爆炸或水擊），則必須把液體看作是可壓縮的。根據(jù)增壓前后質(zhì)量不變，壓縮系數(shù)可表示為

κ=dρ/(ρdp)

體積彈性模量可表示為

Κ=1/κ=-Vdp/dV=ρdp/dρ

流體的壓縮性氣體

氣體的壓縮性比液體大很多，所以在一般情形下應(yīng)當(dāng)作可壓縮流體處理，但如果壓力差較小，運(yùn)動(dòng)速度較小，且無很大的溫度差，也可近似地將氣體視為不可壓縮的。

氣體流速變化時(shí)，會(huì)引起氣體的壓強(qiáng)和密度發(fā)生變化。在低速氣流中，由于氣流速度變化而引起的氣體密度的相對變化量很小，可以把氣體看作不可壓縮流體來處理；高速氣流壓縮性的影響不能忽略，必須按可壓流體來處理。

氣體在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中的流動(dòng)，一般都是高速流動(dòng)。

真實(shí)流體都具有程度不同的可壓縮性，但液體的壓縮性很小，流動(dòng)中的壓強(qiáng)變化不足以引起明顯的密度變化（水下爆炸、水擊等情況除外），因而液體流動(dòng)一般都屬不可壓縮流動(dòng)。氣體流動(dòng)中的密度變化可按歐拉方程分析：

式中Ma是馬赫數(shù)，ρ、v分別是密度和速度。若Ma很小，則密度變化可以忽略，屬不可壓縮流動(dòng)范疇 。若Ma不很小，如大于0.3，則密度變化不可忽略，屬可壓縮流動(dòng)。在不可壓縮流動(dòng)中，流動(dòng)參數(shù)通常僅為速度和壓強(qiáng)；但在可壓縮流動(dòng)中，還須增加密度，并伴隨溫度。變量增加了，控制方程的數(shù)目和求解的復(fù)雜性也增加了?？蓧嚎s流動(dòng)按馬赫數(shù)大小可分為亞聲速流動(dòng)（Ma=0.3～0.8左右）、跨聲速流動(dòng)（Ma=0.8～1.2左右）、超聲速流動(dòng)(Ma=1.2～5.0左右)和高超聲速流動(dòng)（Ma>5.0）。高速飛行器和航天器的飛行馬赫數(shù)大多遠(yuǎn)超過0.3 ，其繞流問題都必須按可壓縮流動(dòng)的理論處理。

近三十年來，隨著高速飛行、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭、空間飛行、彈道學(xué)、燃燒學(xué)、燃?xì)鉁u輪、沖壓噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、傳熱學(xué)等方面的發(fā)展，可壓縮流動(dòng)理論的研究取得了巨大進(jìn)展，已成為一個(gè)重要的科學(xué)領(lǐng)域。

流體系統(tǒng)是與具體實(shí)際管網(wǎng)模型相對應(yīng)的流動(dòng)元件集合，各個(gè)流動(dòng)元件都有實(shí)際的物理模型與之相對應(yīng)。

流體介質(zhì)是流體系統(tǒng)中的流動(dòng)物質(zhì)，流體介質(zhì)的狀態(tài)和屬性直接影響流體系統(tǒng)對流體介質(zhì)的輸運(yùn)能力、熱傳導(dǎo)能力及其流體的作功能力。

流體系統(tǒng)是由各種流動(dòng)元件相互連接而成，流動(dòng)元件包括流體存儲(chǔ)元件、流體單向輸運(yùn)元件、流體多向輸運(yùn)元件。流體單向輸運(yùn)元件只有一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口，如各種管道、流體增壓泵、氣體壓縮機(jī)等。流體多向輸運(yùn)元件主要用于分流和匯流，如三通接頭、四通接頭以及引射泵等。流體存儲(chǔ)元件一般有流體體積或質(zhì)量， 有一個(gè)或多個(gè)單向輸運(yùn)元件與之相連，其流量既可能流進(jìn)，也可能流出。2100433B