第一部分熱力學和氣動力學基礎

1、航空發(fā)動機原理航空發(fā)動機原理課時安排：56學時民用航空系 劉磊辦公室：A1S-311緒論 航空發(fā)動機發(fā)動機發(fā)展回顧與展望 第11章第一部分 熱力學和氣體動力學基礎 第1章第二部分 航空燃氣輪機的工作原理 第2章第三部分 發(fā)動機部件工作特性 第3,4章第四部分 典型發(fā)動機工作特性 第5,6,7,8,9章第五部分 其他發(fā)動機機簡介 第10章課程結構課程結構2021-11-252發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.3 氣體絕熱過程氣體絕熱過程1.4 理想絕能流動理想絕能流動1.5 實際有摩擦的絕能流動實際有摩擦的絕能流動1.6 附

2、面層和激波附面層和激波1.7 熱力學定律熱力學定律 1.8 相似理論相似理論 第一部分第一部分熱力學和氣體動力學基礎熱力學和氣體動力學基礎2021-11-253發(fā)動機原理發(fā)動機原理 所研究的氣體是航空燃氣輪機中作為工作介質的所研究的氣體是航空燃氣輪機中作為工作介質的 空氣空氣和和燃氣燃氣 空氣空氣 : 主要成分為氮（主要成分為氮（N2）,氧（氧（O2），氬（），氬（Ar） 一般計算中，認為空氣由一般計算中，認為空氣由N2 （79%） 和和O2（21%）構成）構成。 燃氣：空氣與燃料進行燃燒后的氣體產物，燃氣的成燃氣：空氣與燃料進行燃燒后的氣體產物，燃氣的成分隨著化學成分不同以及燃料與空氣混合比

3、例的不同有分隨著化學成分不同以及燃料與空氣混合比例的不同有很大的差異。很大的差異。1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數2021-11-254發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1.1 氣體的成分氣體的成分 余氣系數余氣系數 =燃燒時實際空氣量燃燒時實際空氣量/理論所需空氣量理論所需空氣量 燃料系數燃料系數 =實際供油量實際供油量/ 將空氣中氧氣完全燃燒完理論所需供油量將空氣中氧氣完全燃燒完理論所需供油量 2021-11-255發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1.1 氣體的成分氣體的成分 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數 狀態(tài)：狀態(tài)：在某一瞬間，熱力學體系所處的宏觀狀態(tài)，或者說是熱力

4、學體在某一瞬間，熱力學體系所處的宏觀狀態(tài)，或者說是熱力學體系所具有的物理特性的總標志，稱為熱力學狀態(tài)，簡稱狀態(tài)系所具有的物理特性的總標志，稱為熱力學狀態(tài)，簡稱狀態(tài)。狀態(tài)參數狀態(tài)參數：描述宏觀體系的物理量有溫度、壓力、密度等，這：描述宏觀體系的物理量有溫度、壓力、密度等，這些物理量稱為狀態(tài)參數。些物理量稱為狀態(tài)參數。平衡狀態(tài)平衡狀態(tài) ：滿足熱平衡、力平衡和化學平衡的狀態(tài)。否則為：滿足熱平衡、力平衡和化學平衡的狀態(tài)。否則為不不平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)。熱平衡熱平衡體系內部的溫度均勻一致；體系內部的溫度均勻一致；力平衡力平衡體系內部的壓力均勻一致；體系內部的壓力均勻一致；化學平衡化學平衡體系內部各部分之間不

5、發(fā)生化學反應和質量體系內部各部分之間不發(fā)生化學反應和質量濃度梯度引起的分子擴散。濃度梯度引起的分子擴散。 氣態(tài)工質可以視為隨時處于平衡狀態(tài)的體系氣態(tài)工質可以視為隨時處于平衡狀態(tài)的體系2021-11-256發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1.2 氣體的基本狀態(tài)參數氣體的基本狀態(tài)參數 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數（1）溫度）溫度T溫度的高低表示氣體分子的平均移動動能的大小，即：溫度的高低表示氣體分子的平均移動動能的大小，即：熱力學溫標熱力學溫標T國際單位制（國際單位制（SI）基本溫標）基本溫標規(guī)定水的三相（固相，液相，氣相）溫度為規(guī)定水的三相（固相，液相，氣相）溫度為273.16K。

6、 CTwm220T熱力學溫度（K） C比例常數 分子質量 w分子移動的均方根數0m15.273)()(15.273)()(00CtKTKTCt2021-11-257發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數1.1.2 氣體的基本狀態(tài)參數氣體的基本狀態(tài)參數 （1）溫度）溫度T攝氏溫度和華氏溫度攝氏溫度和華氏溫度32)(59)(00CtFt攝氏溫度攝氏溫度 （ ）華氏溫度華氏溫度 （ ）水的零點水的零點032水的沸點水的沸點100212tFtC0F02021-11-258發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數1.1.2 氣體的基本狀態(tài)參數

7、氣體的基本狀態(tài)參數 （2）壓力）壓力P氣體分子作不規(guī)則運動時頻繁撞擊容器內壁的平均總結果。氣體分子作不規(guī)則運動時頻繁撞擊容器內壁的平均總結果。 U型管測量型管測量2021-11-259發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數1.1.2 氣體的基本狀態(tài)參數氣體的基本狀態(tài)參數 （2）壓力）壓力P如果氣體作用于器壁表面積如果氣體作用于器壁表面積S上的垂直作用力為上的垂直作用力為F，則壁面上的，則壁面上的壓力為壓力為SI單位單位 Pa bar汞柱或水柱的高度來表示汞柱或水柱的高度來表示標準大氣壓標準大氣壓atm ）（2)(mSNFP 2/11mNPa HSFP）為液體的重

8、度（為液柱高度3/mNHPabar5101barPaatm013. 110013. 115mmHgatm76012021-11-2510發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數1.1.2 氣體的基本狀態(tài)參數氣體的基本狀態(tài)參數 （3）質量體積、密度、重度）質量體積、密度、重度質量體積質量體積 ：單位質量的物質所占有的體積單位質量的物質所占有的體積 密度密度 ：單位體積占有的質量單位體積占有的質量 重度重度 ：單位體積含有物質的重量單位體積含有物質的重量 三者之間的關系三者之間的關系: vkgmmVv/3單位：3/:mkgVm單位3/mkgfVG單位：1vg2021-

9、11-2511發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數1.1.2 氣體的基本狀態(tài)參數氣體的基本狀態(tài)參數 l理想氣體：理想氣體：分子只有質量而沒有體積、分子之間沒有作用力的氣體。分子只有質量而沒有體積、分子之間沒有作用力的氣體。氧氣、氮氣、氫氣、二氧化碳及其混合物空氣、燃氣、煙氣在所氧氣、氮氣、氫氣、二氧化碳及其混合物空氣、燃氣、煙氣在所使用的溫度和壓力條件下均可視為理想氣體；使用的溫度和壓力條件下均可視為理想氣體；大氣中和燃氣中所含的水蒸氣，由于其質量濃度很低，也可視為大氣中和燃氣中所含的水蒸氣，由于其質量濃度很低，也可視為理想氣體；理想氣體；蒸汽輪機中的高壓水蒸

10、氣，不可視為理想氣體蒸汽輪機中的高壓水蒸氣，不可視為理想氣體。l 理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體狀態(tài)方程式RTpv )/(KkgJRp氣體常數任意狀態(tài)下氣體的壓力空氣空氣 R=0.287燃氣燃氣 R=0.287 2021-11-2512發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.1 氣體的成分與狀態(tài)參數氣體的成分與狀態(tài)參數1.1.3 理想氣體的狀態(tài)方程式理想氣體的狀態(tài)方程式 2021-11-2513發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.1 概述概述 State 1State 2氣體的氣體的 P,T,V 在自然界或在輪機工作過程中，氣體的狀態(tài)在自然界或在輪機工作過程中，氣體的狀態(tài)P,T,V是在

11、不斷變化是在不斷變化的，對某一氣體微團而言，可以加熱或冷卻，可以壓縮或膨脹，可以的，對某一氣體微團而言，可以加熱或冷卻，可以壓縮或膨脹，可以加速或減速，可以靜止或流動，但是無非都是氣體的能量從一種存在加速或減速，可以靜止或流動，但是無非都是氣體的能量從一種存在形式轉變?yōu)榱硪环N存在形式，以及氣體與外界能量的相互傳遞過程。形式轉變?yōu)榱硪环N存在形式，以及氣體與外界能量的相互傳遞過程。能量形式能量形式 含含 義義氣體內能氣體內能 u 氣體內部具有的能量，包括氣體內部分子的動能以及分子間相互吸引而具有的位能。內能內能=動能動能+位能位能PV功功氣體微團具有壓力P 和占有體積V，PV為氣體微團對抗外界壓力

12、P占有空間V對外所做的功。氣體的焓氣體的焓 h 氣體的內能和PV功之和。h=u+PV氣體的動能氣體的動能 w氣體運動速度的大小和方向與所選擇額運動坐標系有直接的關系，因此氣體動能的大小也與所選擇的坐標系有關。氣體的位能氣體的位能 z氣體的位能與氣體的動能一樣，其數值的大小與所選擇的運動坐標系及引力場有關。2021-11-2514發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.2 氣體能量存在的幾種方式氣體能量存在的幾種方式2021-11-2515發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.3 氣體能量的相關概念氣體能量的相關概念 1. 熱量熱量 Q 熱量是能量交

13、換中的一種形式，可以通過溫度差傳熱熱量是能量交換中的一種形式，可以通過溫度差傳熱，也可以由燃料燃燒釋放化學能獲得。，也可以由燃料燃燒釋放化學能獲得。 1kg氣體與外界傳遞的熱量以氣體與外界傳遞的熱量以q表示，表示，q的單位是的單位是J/kg 。 )(12TTmcQ熱量，J工質質量，kg交換能量后工質的溫度，K比熱容，比熱容，J/kgK2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 16n比熱容比熱容(specific heat)l使單位質量工質溫度升高使單位質量工質溫度升高1K時所需要吸收的熱量時所需要吸收的熱量l與工質成分、溫度和工作過程有關與工質成分、溫度和工作過程有關 對一定的工質，對一定的工

14、質，CvCv, Cp, Cp均為溫度的單值函數均為溫度的單值函數比熱容比（絕熱系數）比熱容比（絕熱系數） )(12TTmcQvv1.2 氣體能量方程氣體能量方程vcpc)(12TTmcQppvpcck/1.2.3 氣體能量的相關概念氣體能量的相關概念 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 171.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.3 氣體與外界傳遞的能量形式氣體與外界傳遞的能量形式2. 機械功機械功 L 在熱力過程中，氣體膨脹推動外界物體做的功在熱力過程中，氣體膨脹推動外界物體做的功向向外界輸出機械功；外界輸出機械功；或外界壓縮氣體做的功或外界壓縮氣體做的功由外界得到機械功。由外界得到機

15、械功。 1kg氣體與外界傳遞的機械功以氣體與外界傳遞的機械功以 表示，表示， 的單位是的單位是J/kg 。 llp單位質量氣體容積變化單位質量氣體容積變化dv，做的功為，做的功為 p積分式積分式 21vvpdvlpdvdl 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 181.2 氣體能量方程氣體能量方程3. 單位質量工質的內能單位質量工質的內能是分子動能與勢能的總和；是分子動能與勢能的總和；理想氣體勢能為理想氣體勢能為0；理想氣體內能只是溫度的單值函數：理想氣體內能只是溫度的單值函數： u = u(T) J/kg容積不變的密閉容器單位質量氣體加熱量：容積不變的密閉容器單位質量氣體加熱量：內能的增

16、量內能的增量 內能的絕對值沒有意義內能的絕對值沒有意義1.2.3 氣體能量的相關概念氣體能量的相關概念 )()(1221TTcdTTcqvTTvv)(12TTcquvv2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 191.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.3 氣體能量的相關概念氣體能量的相關概念 4. 焓焓 h = u + pv J/kgh(T) = u(T) + RT 是溫度是溫度T 的單值函數；的單值函數； 例例: 向無張力的氣球加熱向無張力的氣球加熱 加熱加熱 = 內能增加內能增加 + 對外做功對外做功21)()(12TTpppTTcdTTcq)()(1212vvpTTcvhTTRcv)(

17、122021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 20)(12TTchpRkcRccpvpRkkcp11.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.3 氣體能量的相關概念氣體能量的相關概念 4. 焓焓 vpcck/2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 211.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.4 氣體的能量守恒氣體的能量守恒 。 能量守恒與轉換定律能量守恒與轉換定律在自然界中，一切物質都具有在自然界中，一切物質都具有能量，能量各有不同的形式，能量不能被消滅，也不能產能量，能量各有不同的形式，能量不能被消滅，也不能產生，但是能夠從一種形式轉換為另一種形式；在轉化過程生，但是能夠從一種形式轉換為另一種

18、形式；在轉化過程中，能量的總和保持不變。中，能量的總和保持不變。工質受熱過做功過程中，工質工質受熱過做功過程中，工質從外界吸取的熱量從外界吸取的熱量，應該，應該等于因工質等于因工質膨脹時對外做功膨脹時對外做功與存儲于與存儲于工質內部的能量增量工質內部的能量增量之和。之和。p 三種能量的轉換三種能量的轉換 熱量熱量 體積功體積功 內能內能單位單位l熱能和機械能熱能和機械能 焦焦耳耳 l功率功率 瓦瓦特特 l電力工程中電力工程中 千瓦千瓦.小時（小時（ ） 即即1度電度電 l英制功率單位英制功率單位 馬力（馬力（ ）mNJ11JWsJW/11hkW kJhkW36001hpkWhp46.70120

19、21-11-2522發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.4 氣體的能量守恒氣體的能量守恒 2021-11-2523發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.4 氣體的能量守恒氣體的能量守恒 1. 靜止氣體靜止氣體 或或 pdvdudq外界熱量外界熱量分子內能分子內能 氣體膨脹對外界做功氣體膨脹對外界做功Vdpdhdq靜止氣體的能量方程靜止氣體的能量方程2021-11-2524發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.4 氣體的能量守恒氣體的能量守恒 2. 流動氣體流動氣體 或或 dzwdpvddudq)2()(2外界熱量外界熱量

20、分子內能分子內能 氣體膨脹對外界做功氣體膨脹對外界做功dzwddhdq)2(2氣體動能氣體動能 氣體位能氣體位能 可以忽略不可以忽略不計計 可以忽可以忽略不計略不計 2021-11-2525發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.4 氣體的能量守恒氣體的能量守恒 2. 流動氣體流動氣體 或或 )2()(2wdpvddudq)2(2wddhdq2)()(21221212wwhhqq積分積分2021-11-2526發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.4 氣體的能量守恒氣體的能量守恒 3. 流經某種機械（如壓氣機或渦輪）流經某種機械（如壓氣機或渦輪）

21、同樣忽略位能同樣忽略位能 或或 )2()(2wdpvddudldq)2(2wddhdldq加入氣體的機械能加入氣體的機械能 2)()()(2122121212wwhhllqq積分積分2021-11-2527發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.2 氣體能量方程氣體能量方程1.2.5 摩擦損失摩擦損失 氣體有粘性，做功、流動時都會有摩擦損失；氣體有粘性，做功、流動時都會有摩擦損失；摩擦損失使一部分機械功（包括氣體的動能）轉化為摩擦損失使一部分機械功（包括氣體的動能）轉化為熱能熱能 。摩擦損失摩擦損失 摩擦熱摩擦熱 數值相等數值相等符號相反符號相反 當當 有摩擦損失存在的情況下，氣體能量方有摩擦損失存在的情況

22、下，氣體能量方程也是正確的。程也是正確的。 假設沒有摩擦損失存在的氣體狀態(tài)變化過假設沒有摩擦損失存在的氣體狀態(tài)變化過程為理想過程，沒有氣摩擦損失存在的氣體流程為理想過程，沒有氣摩擦損失存在的氣體流動過程為理想流動過程。動過程為理想流動過程。1.3.1 概述概述 與外界絕熱與外界絕熱 情況下，氣體的壓縮或膨脹情況下，氣體的壓縮或膨脹 可以由可以由外界傳遞機械功外界傳遞機械功引起，引起，p:氣體流經氣體流經壓氣機壓氣機或或渦輪渦輪 也可以由也可以由氣體本身速度變化氣體本身速度變化引起，引起，p：流經：流經進氣道進氣道或或尾噴管尾噴管 靜止氣體的能量方程靜止氣體的能量方程 1.3 氣體絕熱過程（壓縮

23、或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）2021-11-2528發(fā)動機原理發(fā)動機原理 pdvdudq1. 理想絕熱過程理想絕熱過程（沒有摩擦熱產生）pdvdudq 02. 實際絕熱過程實際絕熱過程（有摩擦損失產生）pdvdudqf1.3.2 理想絕熱過程理想絕熱過程 p 氣體能量方程氣體能量方程 理想絕熱方程理想絕熱方程2021-11-2529發(fā)動機原理發(fā)動機原理 constpVk0 pdvduvpcck kkkvvTT1)()(1212112kVVpp)(211211212)(kkTTpp 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體理想絕熱方程氣體理想絕熱方程1.3.2 理想

24、絕熱過程理想絕熱過程 p 用相對壓力求解狀態(tài)參數用相對壓力求解狀態(tài)參數 選定（選定（P0,T0）為基準氣體狀態(tài)，）為基準氣體狀態(tài)，2021-11-2530發(fā)動機原理發(fā)動機原理 0100)(kkTTpp 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）)(0tf0102010212pppppp 不同成分氣體理想絕熱過程不同成分氣體理想絕熱過程的相對壓力的相對壓力 與溫度的關系曲與溫度的關系曲線如書上線如書上P8,圖圖1.1， 可以根據可以根據圖表求得所需參數。圖表求得所需參數。01.3.3 理想絕熱功理想絕熱功 1. 靜止氣體靜止氣體 理想絕熱過程能量方程：理想絕熱過程能量方程： 2

25、021-11-2531發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）0 pdvdudupdvdl)(121212TTcuullV積分積分 1)(1/ )1(12112kkPPkRTll靜止氣體理想絕熱功表達式靜止氣體理想絕熱功表達式1.3.3 理想絕熱功理想絕熱功 2. 流動氣體流動氣體 理想絕熱過程能量方程理想絕熱過程能量方程 2021-11-2532發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）)(121212TTchhllp積分積分 1)(1/ )1(12112kkPPkkRTll流動氣體理想絕熱功表達式流動氣體理想

26、絕熱功表達式)2()2()(22wddhwdpvddudldhpvddudl)(氣流進出口速度相同氣流進出口速度相同w=01.3.4 實際絕熱（壓縮或膨脹）過程實際絕熱（壓縮或膨脹）過程 有摩擦損失有摩擦損失 ，摩擦熱，摩擦熱 qf 摩擦損失使一部分機械功轉變?yōu)槟Σ翢峒尤氲綒怏w中去摩擦損失使一部分機械功轉變?yōu)槟Σ翢峒尤氲綒怏w中去。這樣的過程稱為。這樣的過程稱為多變過程。多變過程。 p 靜止氣體能量方程為靜止氣體能量方程為2021-11-2533發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1. 多變方程多變方程 常數npv n多變指數，一個多變指數，一個n代

27、表一個確定的熱力過程。代表一個確定的熱力過程。 定壓過程定壓過程 n=0 定溫過程定溫過程 n=1 定容過程定容過程 理想絕熱過程理想絕熱過程 n=knfvfpccccnpdvdudqf2. 實際絕熱過程中氣體參數實際絕熱過程中氣體參數P,T,V之間的關系之間的關系 2021-11-2534發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1.3.4 實際絕熱（壓縮或膨脹）過程實際絕熱（壓縮或膨脹）過程 nnnvvpp)()()(1212211211211212112)()()(nnnvvTT)1/(1212)(nnTTpp（1）實際絕熱）實際絕熱壓縮壓縮過程，

28、過程， , 為正值，為正值， 符號相同均為正值。符號相同均為正值。 摩擦損失越大，摩擦損失越大， 越大，越大， 隨之增大，因此，隨之增大，因此， 總是大于總是大于 。 （2）實際絕熱）實際絕熱壓縮壓縮過程，過程， 為正值，為正值， 為負值，為負值， 符號相反。符號相反。 系數系數 ，摩擦損失越大，摩擦損失越大 ， 越大，越大， 隨之減小，因此隨之減小，因此 ， 總是小于總是小于 。3. 實際絕熱過程中多變指數實際絕熱過程中多變指數n與摩擦損失之間的關系與摩擦損失之間的關系 2021-11-2535發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1.3.4 實際

29、絕熱（壓縮或膨脹）過程實際絕熱（壓縮或膨脹）過程 fVfpccccn，fc0fckccnvpVfcc ,0fcpdvdudqfdufdqfdqVfcc ,fcdunnnknk3. 實際絕熱過程中多變指數實際絕熱過程中多變指數n與摩擦損失之間的關系與摩擦損失之間的關系 2021-11-2536發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1.3.4 實際絕熱（壓縮或膨脹）過程實際絕熱（壓縮或膨脹）過程 實際絕熱實際絕熱壓縮壓縮過程中，多變指數過程中，多變指數 總是總是大大于理想絕于理想絕熱指數熱指數 ，兩者差別越大，表示摩擦損失越大；，兩者差別越大，表示摩擦損

30、失越大； 實際絕熱實際絕熱膨脹膨脹過程中，多變指數過程中，多變指數 總是總是小小于理想絕于理想絕熱指數熱指數 ，兩者差別越大，表示摩擦損失越大；，兩者差別越大，表示摩擦損失越大；nknk發(fā)動機原理發(fā)動機原理 2021-11-251. 靜止氣體靜止氣體 氣體與外界傳遞的機械功氣體與外界傳遞的機械功 用于壓縮氣體的功或氣體膨脹所做的功用于壓縮氣體的功或氣體膨脹所做的功 37 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1.3.5 實際絕熱功實際絕熱功 dupdVdtcdlfdtccdqdupdVl dfVf)(積分積分)(121212TTcuullV 1)(1/ )1(12112n

31、nPPkRTll)(1212TTccllfV積分積分 1)(1/ )1(12112nnPPnRTllll 式式.23式式1.3.261.3.261 . 靜止氣體靜止氣體 比較上頁的兩個公式，可得比較上頁的兩個公式，可得 ：2021-11-2538發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1.3.5 實際絕熱功實際絕熱功 實際絕熱實際絕熱壓縮壓縮過程中（過程中（ ），外界傳遞給氣體的），外界傳遞給氣體的機械功機械功 大于實際用于壓縮氣體的功大于實際用于壓縮氣體的功 。 實際絕熱實際絕熱膨脹膨脹過程中（過程中（ ），外界傳遞給氣體的），外界

32、傳遞給氣體的機械功機械功 小于于實際膨脹所做的功小于于實際膨脹所做的功 。kn kn ll ll 2. 流動氣體流動氣體 氣體流經壓氣機或渦輪時，實際絕熱流動能量方程為氣體流經壓氣機或渦輪時，實際絕熱流動能量方程為39 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1.3.5 實際絕熱功實際絕熱功 )2()(2wdpVddudql ddlf積分積分)(121212TTchhllp 1)(1/ )1(12112nnPPRTkklldhpVddudql ddlf)(氣流進出口速度相同氣流進出口速度相同w=0式式1.3.291.3.292021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 2. 流

33、動氣體流動氣體 流經壓氣機時實際用于壓縮氣體的功流經壓氣機時實際用于壓縮氣體的功 或或 流經渦輪時實際膨脹所做的功流經渦輪時實際膨脹所做的功 40 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1.3.5 實際絕熱功實際絕熱功 dTccdqpVddul dfpf)()(積分積分)(1212TTccllfp 1)(1/ )1(12112nnPPRTnnll式式1.3.321.3.322021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1 . 靜止氣體靜止氣體 比較式比較式1.3.29和式和式1.3.32，可得，可得 實際絕熱流動的氣體實際絕熱流動的氣體 ：2021-11-2541發(fā)動機原理發(fā)

34、動機原理 1.3 氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）氣體絕熱過程（壓縮或膨脹）1.3.5 實際絕熱功實際絕熱功 流經流經壓氣機壓氣機時（時（ ），外界傳遞給氣體的機械功），外界傳遞給氣體的機械功 大大于實際用于壓縮氣體的功于實際用于壓縮氣體的功 。 流經渦輪時（流經渦輪時（ ），外界傳遞給氣體的機械功），外界傳遞給氣體的機械功 小小于于實際膨脹所做的功于于實際膨脹所做的功 。kn kn ll ll 2021-11-2542發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4 理想絕能流動理想絕能流動1.4.1 概述概述 絕能流動：在流動過程中，氣體與外界沒有絕能流動：在流動過程中，氣體與外界沒有能量能量的交換。的交換。 在絕

35、能流動的情況下，氣體的壓縮和膨脹與在絕能流動的情況下，氣體的壓縮和膨脹與氣體的動能氣體的動能變化緊密相關。變化緊密相關。絕能流動舉例：絕能流動舉例： 飛機迎面氣流的滯止；氣體在發(fā)動機飛機迎面氣流的滯止；氣體在發(fā)動機進進氣道和尾噴管氣道和尾噴管中的流動。中的流動。理想絕能流動：不考慮氣體流動過程中的摩擦損失。理想絕能流動：不考慮氣體流動過程中的摩擦損失。 能量方程能量方程 ： 積分積分 ： 0)2(2wddh2212221wwhh2021-11-2543發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4 理想絕能流動理想絕能流動1.4.2 氣體的滯止參數（總參數）和靜參數氣體的滯止參數（總參數）和靜參數 靜參數靜參數

36、 定義：氣體靜參數是氣體定義：氣體靜參數是氣體實際存在的實際存在的狀態(tài)參數，對于任狀態(tài)參數，對于任何其他的運動坐標系，氣體的靜參數總保持不變；何其他的運動坐標系，氣體的靜參數總保持不變；滯止參數滯止參數 定義：定義： 當氣流中的某點的速度按照一定的過程（絕能，當氣流中的某點的速度按照一定的過程（絕能，絕能等熵）滯止到零時，此時的氣流參數為該點的滯止參絕能等熵）滯止到零時，此時的氣流參數為該點的滯止參數，也成為總參數，對應的狀態(tài)為滯止狀態(tài)，用數，也成為總參數，對應的狀態(tài)為滯止狀態(tài)，用 表示。表示。 *p*T*pT*p*T*2021-11-2544發(fā)動機原理發(fā)動機原理 補充補充1 :氣流的滯止參數

37、（總參數）氣流的滯止參數（總參數） 擬解決以下問題：擬解決以下問題：1. 為什么要設置滯止參數為什么要設置滯止參數 ？2. 滯止參數如何計算？滯止參數如何計算？3. 滯止參數的物理含義滯止參數的物理含義 ？ 1.4 理想絕能流動理想絕能流動2021-11-2545發(fā)動機原理發(fā)動機原理 補充補充1 : 氣流的滯止參數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）1. 為什么要設置滯止參數為什么要設置滯止參數 ？ 便于氣動計算便于氣動計算 容易測量容易測量 如何理解如何理解 便于氣動計算：便于氣動計算：2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 46如何理解容易測量如何理解容易測量 ：補充補充1 :氣流的滯止參

38、數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）2021-11-2547發(fā)動機原理發(fā)動機原理 2. 滯止參數如何計算？滯止參數如何計算？（1）滯止溫度和滯止焓）滯止溫度和滯止焓 理想絕能條件下能量方程理想絕能條件下能量方程 ：常數2222222211whwhwh22*whhpcwTT22*Rkkcp1kRTwcwMa22222*211MakTT,*TchTchpp補充補充1 :氣流的滯止參數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）2021-11-2548發(fā)動機原理發(fā)動機原理 2. 滯止參數如何計算？滯止參數如何計算？（2）滯止壓力和滯止密度）滯止壓力和滯止密度 氣流滯止過程為等熵絕熱過程，即理想絕熱過程，所以有

39、：氣流滯止過程為等熵絕熱過程，即理想絕熱過程，所以有：121*)211 ()(kkkkMakTTpp*,RTPRTP112*)211 (kMakTTPP補充補充1 :氣流的滯止參數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）2021-11-2549發(fā)動機原理發(fā)動機原理 3. 滯止參數的物理含義滯止參數的物理含義 及變化？及變化？ （1）滯止焓）滯止焓 和滯止溫度和滯止溫度根據流經某機械的能量方程根據流經某機械的能量方程: 2)()()(2122121212wwhhllqq)2()2(211222whwh*1*2hh )(*1*2TTcp 總焓的能量方程，表明氣流和外界交換熱量和功的結果，使總焓的能量方程

40、，表明氣流和外界交換熱量和功的結果，使氣體的總焓（總溫）發(fā)生了變化；氣體的總焓（總溫）發(fā)生了變化； 當氣體做絕能流動時，當氣體做絕能流動時， ，不考慮氣體有，不考慮氣體有沒有摩擦損失，其總焓和總溫都是不變的。沒有摩擦損失，其總焓和總溫都是不變的。*1*2hh *1*2TT 補充補充1:氣流的滯止參數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）2021-11-2550發(fā)動機原理發(fā)動機原理 3. 滯止參數的物理含義滯止參數的物理含義 及變化？及變化？ （2）滯止壓力）滯止壓力 為說明總壓的物理意義，寫出氣體對外界作機械功二五為說明總壓的物理意義，寫出氣體對外界作機械功二五熱交換的能量方程：熱交換的能量方程：

41、22)(212212212212wwTcTcwwhhlpppcwTT2211*12)(222*1wlTTcpRkkcp1又kkppTT1*2*1*2*1)(2)(1112212*1*1clppRTkkkk補充補充1:氣流的滯止參數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）2021-11-2551發(fā)動機原理發(fā)動機原理 3. 滯止參數的物理含義滯止參數的物理含義 及變化？及變化？ （2）滯止壓力）滯止壓力2)(1112212*1*1clppRTkkkk若氣體若氣體 ，即氣體的總能量相同，氣體膨脹到同樣的壓，即氣體的總能量相同，氣體膨脹到同樣的壓力力 時，則時，則 越大，氣體膨脹后作的功越大。越大，氣體膨脹

42、后作的功越大。即：即： 氣體總壓大小表征氣體做功本領的大小，即氣體具氣體總壓大小表征氣體做功本領的大小，即氣體具有的機械能的大小。有的機械能的大小。氣體對外界做的功氣體對外界做的功氣體膨脹后具有的動能氣體膨脹后具有的動能表征氣體的總能量表征氣體的總能量常數*1T2P*1P補充補充1:氣流的滯止參數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 52補充補充1:氣流的滯止參數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 53補充補充1:氣流的滯止參數（總參數）氣流的滯止參數（總參數）2021-11-2554發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4 理

43、想絕能流動理想絕能流動1.4.3 聲速和速度系數聲速和速度系數 聲速是物質介質中微弱擾動的傳播速度。聲速是物質介質中微弱擾動的傳播速度。TkRTa1 .20 馬赫數馬赫數 awMa 速度系數速度系數 craw222)11(112kkkMa2021-11-2555發(fā)動機原理發(fā)動機原理 補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 1. 氣流的極限速度。氣流的極限速度。2. 氣流的臨界參數。氣流的臨界參數。3. 速度系數。速度系數。 1.4 理想絕能流動理想絕能流動2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 56補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 1

44、. 氣流的極限速度氣流的極限速度2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 57補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 58補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 2. 臨界參數臨界參數 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 59補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 60補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 61補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限

45、速度和臨界參數 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 62補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 63補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 3. 速度系數速度系數 2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 64補充補充2 : 氣流的極限速度和臨界參數氣流的極限速度和臨界參數 2021-11-2565發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4 理想絕能流動理想絕能流動1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用 目前常用的氣體動力學函數有三組：目前常用的氣體動力學函數有三組： (1)氣流氣流靜靜參數

46、與參數與總總參數之比的氣動函數；參數之比的氣動函數； (2)與與流量流量有關的氣動函數；有關的氣動函數； (3)與與沖力沖力有關的氣動函數。（后面介紹）有關的氣動函數。（后面介紹） 下面分別介紹，并舉列說明其應用下面分別介紹，并舉列說明其應用 1、氣流、氣流靜參數與總參數靜參數與總參數之比的氣動函數之比的氣動函數 2211MkTT12)211 (KKMkpp112)211 (KMk1.4 理想絕能流動理想絕能流動1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2021-11-2566發(fā)動機原理發(fā)動機原理 為了畫曲線和制表方便，需把上式中的馬赫數為了畫曲線和制表方便，需把上式中的馬赫數

47、換成速換成速度系數度系數 ，為此，將前式，為此，將前式 代入上列諸式，化成速度系數的函數，并分別以代入上列諸式，化成速度系數的函數，并分別以 ， ， 來表示；來表示；22211112kkkM)()()(2021-11-2567發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用 1、氣流、氣流靜參數與總參數靜參數與總參數之比的氣動函數之比的氣動函數 M可得可得2*111)(kkTT12*)111 ()(kkkkpp12*)111 ()(kkkk2021-11-2568發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用 1、氣流、氣流靜參數與

48、總參數靜參數與總參數之比的氣動函數之比的氣動函數 圖 ()、()和()隨數的變化（k=1.4） 1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用根據每一個數根據每一個數 ，把，把 ， 、 三個函數的數三個函數的數值計算出來，列成表格值計算出來，列成表格( (見附錄見附錄) )。使用時，根據氣流的。使用時，根據氣流的 數數( (或或M M數數) )，就可以查出與，就可以查出與 數相的靜參數與總參數之比數相的靜參數與總參數之比的數值。以此為基礎，如已知總參數，就可以求出靜參數的數值。以此為基礎，如已知總參數，就可以求出靜參數；已知靜參數，就可求出總參數。；已知靜參數，就可求出總參數。顯然三

49、個函數顯然三個函數 、 、 之間的關系是：之間的關系是： )()()()()()()()(.)(*PPTT2021-11-2570發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1、氣流、氣流靜參數與總參數靜參數與總參數之比的氣動函數之比的氣動函數 1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用 例例11用風速管測量空氣流中一點的總壓用風速管測量空氣流中一點的總壓 ，靜壓靜壓 ，用熱電偶測得該點氣流的總溫為，用熱電偶測得該點氣流的總溫為 , , 試求該點氣流速度試求該點氣流速度 。86. 01081. 91044. 8)(44pp24*/1081. 9mNp24/1044. 8mNpKT400* 由氣動函數查

50、得由氣動函數查得 =0.5025=0.5025解：解：氣流速度氣流速度 smRTkkawcr/18440006.28714 . 14 . 125025. 012*1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用 例例22空氣在超音速噴管內作等熵絕能流動，已知進口截面上空氣在超音速噴管內作等熵絕能流動，已知進口截面上氣流的靜壓為氣流的靜壓為 ，總溫，總溫 310K310K，速度系，速度系數數 ，出口截面上的靜溫，出口截面上的靜溫 =243K=243K，求氣流在出口截面，求氣流在出口截面上的靜壓上的靜壓 和速度系數和速度系數 。 1T6 . 02T2p225/10884. 5mNp解解：因

51、為是等熵絕能流動，噴管中各截面處空氣的總溫和因為是等熵絕能流動，噴管中各截面處空氣的總溫和總壓不變，所以總壓不變，所以7839. 0310243)(12222TTTT查表得查表得 14. 12)()()()(21121222pppp4255. 0)(,8053. 0)(21查表得查表得 25521011. 3108053. 04255. 0884. 5米牛頓p所以所以1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 732. 與與流量流量有關的氣動函數有關的氣動函數 由流量公式知由流量公式知 ，流管，流管任一截面任一截面和和臨界臨界截面截面的的密

52、流密流（即單位面積流量）分別為：（即單位面積流量）分別為：wAqmcrmcrcrAqCAqwm 任一截面單位面積上的流量與臨界截面單位面積流量之比，任一截面單位面積上的流量與臨界截面單位面積流量之比，也就是任一截面的密流與臨界截面密流之比，稱為也就是任一截面的密流與臨界截面密流之比，稱為相對密流相對密流。又叫做無量綱密流。又叫做無量綱密流。AACCcrcrcr相對密流相對密流= =1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 742. 與與流量流量有關的氣動函數有關的氣動函數 因為臨界截面是流管中的最小截面積，所以臨界截面的因為臨界截面是流管

53、中的最小截面積，所以臨界截面的密度最大，也就是說，密度最大，也就是說，臨界截面的單位面積流量最大。相對臨界截面的單位面積流量最大。相對密流一般小于密流一般小于1 1。 它的大小，可用來說明任一截面的密流與最大密流接近它的大小，可用來說明任一截面的密流與最大密流接近的程度，即說明的程度，即說明該截面的流通能力的大小該截面的流通能力的大小。相對密流越接近。相對密流越接近1 1，說明截面流通能力越大。臨界截面的相對密流等于說明截面流通能力越大。臨界截面的相對密流等于1 1。AACCcrcrcr相對密流相對密流= =1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2021-11-25發(fā)動機原理

54、發(fā)動機原理 7511112)111 (111kkcrcrcrcrkkkkwwww）（11211)111 ()21(kkkkk2. 與與流量流量有關的氣動函數有關的氣動函數 )(qcrcrww令令 )(q 僅是僅是 數的函數，所數的函數，所以它也是氣動函數。以它也是氣動函數。)(q1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 762. 與與流量流量有關的氣動函數有關的氣動函數 AACCqcrcrcr)(11211)111 ()21(kkkkk 物理意義：量綱為物理意義：量綱為1 1的密流，表征每單位面積通過的流量的密流，表征每單位面積通過的流量

55、與臨界截面上每單位面積通過的流量之比，與臨界截面上每單位面積通過的流量之比， 時，時， 達到最大值，即可看出超聲速噴管臨界達到最大值，即可看出超聲速噴管臨界截面處的面積最小，流量最大。截面處的面積最小，流量最大。 利用利用 計算氣體的流量：計算氣體的流量： 11)(q)()(AqwwwAwwAqcrcrcrcrcrcrm)(q1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 772. 與與流量流量有關的氣動函數有關的氣動函數 )()(AqwwwAwwAqcrcrcrcrcrcrm1111)12(111) 1 (kkcrkkk）（kRTkawcrc

56、r12)(AqTpmqm11)12(kkkRkm空氣，空氣，m=0.04042；燃氣；燃氣 ，m=0.039691.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2021-11-25發(fā)動機原理發(fā)動機原理 782. 與與流量流量有關的氣動函數有關的氣動函數 )(AqTpmqm 如果用靜壓如果用靜壓 替代總壓替代總壓 進行計算，則得到：進行計算，則得到：)()()(qTApmAqTpmqm)()()(qy)(yTpAmqmp*p令：令：1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用圖 q()、y()隨數的變化（k=1.4） 1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2

57、021-11-2580發(fā)動機原理發(fā)動機原理 )()()()(y)(q 這些氣動函數都可以通過查這些氣動函數都可以通過查氣動函數表氣動函數表求得其值，求得其值，從而進行計算。從而進行計算。1.4.4 氣體動力學函數及其應用氣體動力學函數及其應用2021-11-2581發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4.5 超聲速噴管超聲速噴管 1.4 理想絕能流動理想絕能流動兩種噴管兩種噴管收縮噴管的流道截面積是逐收縮噴管的流道截面積是逐漸縮小的，在噴管進出口壓漸縮小的，在噴管進出口壓強差的作用下，高溫氣體的強差的作用下，高溫氣體的內能轉變成動能，產生很大內能轉變成動能，產生很大的推力。氣流速度達到音速的推力。氣流速

58、度達到音速后便不能再增大了。后便不能再增大了。 拉伐爾噴管即是縮放式噴管拉伐爾噴管即是縮放式噴管，其流道先縮小再擴大，允，其流道先縮小再擴大，允許氣流在喉道處達到音速后許氣流在喉道處達到音速后進一步加速成超音速流。進一步加速成超音速流。2021-11-2582發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4.5 超聲速噴管超聲速噴管 1.4 理想絕能流動理想絕能流動 氣流在管內做加速或減速流動時，除氣流在管內做加速或減速流動時，除了在管子進出口端必須保持一定的壓力差了在管子進出口端必須保持一定的壓力差外，管子的流通面積必須有相應的變化。外，管子的流通面積必須有相應的變化。wdwMaAdA) 1(2氣體在管內做理想

59、絕能加速流動時，氣體在管內做理想絕能加速流動時，1Ma1Ma1Ma0AdA0AdA0AdA管子收縮管子收縮臨界狀態(tài)，管子截面積最小臨界狀態(tài)，管子截面積最小管子擴張管子擴張2021-11-2583發(fā)動機原理發(fā)動機原理 1.4.5 超聲速噴管超聲速噴管 1.4 理想絕能流動理想絕能流動wdwdAdA討論討論：氣流速度和氣流密度對管道截面面積大小的影響。：氣流速度和氣流密度對管道截面面積大小的影響。矛盾矛盾：流速增大要求管子通道面積縮小，流速增大要求管子通道面積縮小， 氣流密度下降要求管子通道面積增大！氣流密度下降要求管子通道面積增大！變化較小，變化較小， 變化起決定作用，變化起決定作用， aw a

60、w aw w Aw， 對對 影響相當，影響相當， 不變，為臨界截面。不變，為臨界截面。wA變化較大，變化較大， 變化起決定作用，變化起決定作用， AA1.5.1 摩擦對絕能流動的影響摩擦對絕能流動的影響 摩擦對氣流產生阻力，使氣流損失一部分機械功，這部分機摩擦對氣流產生阻力，使氣流損失一部分機械功，這部分機械功又化為摩擦熱夾在氣流中間。械功又化為摩擦熱夾在氣流中間。 理想絕能流動中，氣流總壓理想絕能流動中，氣流總壓 不變，不變， 有摩擦的絕能流動，總壓有摩擦的絕能流動，總壓 不斷下降不斷下降 總溫總溫 不變，機械功轉化為摩擦熱。不變，機械功轉化為摩擦熱。 實際實際 流動中，管壁的附面層存在使得