Студопедия — Истечение газов через суживающиеся сопла.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Истечение газов через суживающиеся сопла.






Примем значение начальной скорости на выходе в сопло ω1 =0 и тогда при адиабатном течении раб. тела первый закон термодинамики запишется: , где ω;0 – теоретическая скорость, потока в выходном сечении сопла; p1 – начальное давление рабочего тела; р2. – давление среды, в которую, происходит истечение. Разность энтальпий i1-i2 наз. располагаемым теплопадением: и обозначается через h0. 0на соответствует тому максимуму кинетической энергии, который может быть получен лишь в идеальных условиях истечения. Но никогда не достигается из-за потерь, связанных с необратимостью процесса. Исходя из: теор. скорость истечения через сопло: . Если выразить в кДЖ/кг: . Для идеального газа можно получить формулу: .Основной характеристикой процесса истечения является отношение конечного давления к начальному, т.е. величина . Выразим теоретическую скорость истечения ω0 как функцию величины ν и получим: . , .

Отсюда следует, что р2 = р1 и ν=1, то расход М = 0, т.е. истечение газа не происходит. Если ν = 0, то расход становится равным 0. Следовательно, при некотором значении расход газа М достигает максимума. Значение ν, соответствующее этому максимуму называется критическим и обозначается: . Как и показатель адиабаты, величина νкр является физической константой газа, т.е. одной из характеристик его физических свойств.

В действительности после достижения максимума расхода газа с уменьшением ν не уменьшается, а остается постоянным . следовательно, при уменьшении давления газа за соплом Р2 (при Р1=const) расход газа сначала увеличивается, а затем, когда за соплом устанавливается критическое давление , увеличение расхода газа прекращается и, как бы ни уменьшалось давление р2, в выходном сечении будет иметь место постоянное давление ркр. Расширение газа, связанное с понижением давления от ркр до р2, будет происходить уже вне сопла и поэтому не даст дополнительного возрастания скорости. Освобождающаяся при этом энергия будет затрачиваться на завихрения вокруг газовой струи. Следовательно, если , то при истечении газа из суживающегося сопла имеет место потеря энергии, бесполезно рассеиваемой в пространстве за соплом. Критическая скорость истечения может быть определена: , которая после преобразований получается: .

Следовательно критическая скорость истечения газа из сопла равна скорости распространения звуковой волны в этом газе, при его параметрах ркр и υкр, т. е. местной скорости звука в выходном сечении сопла.

 

 

 

15) Истечение газа через комбинированные сопла и диффузоры.

При рассмотрении работы суживающегося сопла возникает естественный вопрос – как получить сверхкритическую скорость истечения газа и избежать потери энергии при большом перепаде давлении, когда . По закону геометрического обращения воздействия после снижения давления до ркр и достижения скоростью значения ωкр дальнейшее расширение газа и возрастание скорости его возможно, если проходное сечение сопла начнёт увеличиваться. Это означает, что при сопло должно быть комбинированным – сначала суживаться, а затем расширяться. Это сопло Лаваля.

На рисунке изображены кривые изменения давления газа р и скорости ω вдоль комбинированного сопла, а также соответствующая кривая изменения местной скорости звука. кривые показывают, что давление газа вдоль сопла непрерывно снижается, проходя в наиболее узком сечении сопла (горловине) через критическое значение ркр и достигая давления р2 в выходном сечении сопла. Соответственно скорость газа, непрерывно возрастает, при чем на всем суживающемся участке она меньше местной скорости звука, достигает ее в горловине и на расширяющемся участке повышается уже в сверхзвуковой области. Таким образом, весь располагаемый перепад давления полностью используется на создание кинетической энергии газа и потери энергии не происходит.

Такую же форму, как и сопло Лаваля, должен иметь и диффузор, если начальная скорость газа выше критической. На суживающемся участке такого комбинированного диффузора скорость снижается, а давление соответственно повышается до критических значений, достигая их в горловине. На расширяющемся участке преобразование кинетической энергии в потенциальную продолжается и в выходном сечении достигается конечное давление, равное: .

 

 







Дата добавления: 2015-12-04; просмотров: 200. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Практические расчеты на срез и смятие При изучении темы обратите внимание на основные расчетные предпосылки и условности расчета...

Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Мотивационная сфера личности, ее структура. Потребности и мотивы. Потребности и мотивы, их роль в организации деятельности...

Классификация ИС по признаку структурированности задач Так как основное назначение ИС – автоматизировать информационные процессы для решения определенных задач, то одна из основных классификаций – это классификация ИС по степени структурированности задач...

Внешняя политика России 1894- 1917 гг. Внешнюю политику Николая II и первый период его царствования определяли, по меньшей мере три важных фактора...

Различие эмпиризма и рационализма Родоначальником эмпиризма стал английский философ Ф. Бэкон. Основной тезис эмпиризма гласит: в разуме нет ничего такого...

Индекс гингивита (PMA) (Schour, Massler, 1948) Для оценки тяжести гингивита (а в последующем и ре­гистрации динамики процесса) используют папиллярно-маргинально-альвеолярный индекс (РМА)...

Методика исследования периферических лимфатических узлов. Исследование периферических лимфатических узлов производится с помощью осмотра и пальпации...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия