簡單可壓縮系簡介

在不涉及化學(xué)反應(yīng)時，工程熱力學(xué)所討論的大多數(shù)熱力系統(tǒng)為簡單可壓縮系。簡單可壓縮系是由可壓縮流體構(gòu)成、沒有電、磁、重力、運動和表面張力等外力場作用、沒有化學(xué)反應(yīng)、系統(tǒng)和外界交換的功只有容積變化功一種。

狀態(tài)方程為基本狀態(tài)參數(shù)（p,v,T）之間的關(guān)系。簡單可壓縮系的狀態(tài)方程 如下：

獨立參數(shù)數(shù)目N=能量轉(zhuǎn)換方式的數(shù)目=各種功的方式 熱量=n 1，因此，簡單可壓縮系的獨立參數(shù)數(shù)目N=2。簡單可壓縮系的平面坐標圖如圖１所示。

說明：（1）系統(tǒng)任何平衡圖可表示在坐標圖上；

（2）過程線中任意一點為平衡態(tài)；

（3）不平衡態(tài)無法在圖上用實線表示。2100433B

真實流體都具有程度不同的可壓縮性，但液體的壓縮性很小，流動中的壓強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），因而液體流動一般都屬不可壓縮流動。氣體流動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。在不可壓縮流動中，流動參數(shù)通常僅為速度和壓強；但在可壓縮流動中，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流動按馬赫數(shù)大小可分為亞聲速流動（Ma=0.3～0.8左右）、跨聲速流動（Ma=0.8～1.2左右）、超聲速流動(Ma=1.2～5.0左右)和高超聲速流動（Ma>5.0）。高速飛行器和航天器的飛行馬赫數(shù)大多遠超過0.3 ，其繞流問題都必須按可壓縮流動的理論處理。

近三十年來，隨著高速飛行、噴氣發(fā)動機、火箭、空間飛行、彈道學(xué)、燃燒學(xué)、燃氣渦輪、沖壓噴氣發(fā)動機、傳熱學(xué)等方面的發(fā)展，可壓縮流動理論的研究取得了巨大進展，已成為一個重要的科學(xué)領(lǐng)域。

1.用坐標表示地理位置

2.用坐標表示平移

在測量學(xué)中使用的平面直角坐標系統(tǒng)：rectangular plane coordinate system

包括高斯平面直角坐標系和獨立平面直角坐標系。通常選擇：高斯投影平面(在高斯投影時)或測區(qū)內(nèi)平均水準面的切平面(在獨立地區(qū)測量時)作為坐標平面；縱坐標軸為x軸，向上(向北)為正；橫坐標軸為y軸，向右(向東)為正；角度(方位角)從x軸正向開始按順時針方向量取，象限也按順時針方向編號。

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)當作可壓縮流體處理，但如果壓力差較小，運動速度較小，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，會引起氣體的壓強和密度發(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)動機中的流動，一般都是高速流動。