
【化】 expansion ratio
expand; swell; bulge; dilate; inflate
【計】 dilatation
【化】 expansion; inflation; swelling
【醫】 distention; ectasia; ectasis; ectasy; expansion; inflation; physiosis
swelling
【經】 expansion
compare; compete; ratio; than
【醫】 proportion; ratio
【經】 Benelux; benelux customs union; benelux economic union
膨脹比(Expansion Ratio) 指流體(通常是氣體)在膨脹過程中,其膨脹後的體積與膨脹前體積之比,或膨脹前壓力與膨脹後壓力之比(對于等熵過程)。該術語廣泛應用于熱力學、航空航天、制冷等領域,反映流體膨脹的程度。
體積膨脹比(Volume Expansion Ratio)
定義為膨脹後體積 (V_2) 與初始體積 (V_1) 的比值:
$$ varepsilon_v = frac{V_2}{V_1} $$
例如,在内燃機中,活塞從氣缸頂部移至底部時,混合氣體體積增大,該比值描述氣缸工作容積的變化。
壓力膨脹比(Pressure Expansion Ratio)
在等熵膨脹過程中(如渦輪、噴嘴),膨脹比常表示為入口壓力 (P_1) 與出口壓力 (P_2) 之比:
$$ varepsilon_p = frac{P_1}{P_2} $$
該值直接影響流體動能轉換效率,如航空發動機渦輪通過高壓氣體膨脹驅動葉片旋轉。
熱力循環效率
在布雷頓循環(燃氣輪機)或朗肯循環(蒸汽輪機)中,膨脹比是計算理論效率的關鍵參數。更高的膨脹比通常意味着更充分的能量釋放和更高的熱效率。
示例:現代航空發動機的渦輪膨脹比可達 30:1 以上,以最大化推力輸出。
流體機械設計
$$ frac{T_1}{T_2} = left( frac{P_1}{P_2} right)^{frac{gamma-1}{gamma}} $$
權威參考來源:
膨脹比是一個多領域術語,其具體含義需結合應用場景理解,以下是主要分類解釋:
内燃機中的定義
指做功沖程結束時氣缸容積與開始時容積的比值,或膨脹機入口與出口絕對壓力之比。例如,當膨脹比大于壓縮比時,發動機熱效率更高,阿特金森循環和米勒循環通過氣門控制實現這一目标。
熱力學循環中的擴展
在等壓加熱循環(如狄塞爾循環)中,膨脹比還可指加熱後體積與加熱前體積的比值,反映工質做功的完全程度。
擠出成型工藝
指擠出物最大直徑與出口端直徑的比值,例如塑料型坯離開模具後的膨脹現象。該比值受熔料壓力、流速、溫度及模具結構影響。
型坯膨脹率計算
公式為:
$$
text{膨脹比} = frac{text{型坯膨脹後尺寸}}{text{口模間隙尺寸}}
$$
實際生産中需根據材料特性調整工藝參數。
在熱力學設備(如膨脹機)中,膨脹比還與等熵效率、溫度控制等參數相關。不同場景下的具體計算方法和物理意義可能有所差異。
提示:若需特定領域(如發動機設計、塑料加工)的詳細公式或案例,可進一步說明應用場景。
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