Истечение газа через сопло Лаваля
В том случае, когда β<βкр, полное использование располагаемого перепада давлений и, соответственно, располагаемой работы достигается применением сопла Лаваля, в котором происходит полное расширение газа с понижением его давления до давления среды. В узком сечении сопла параметры газового потока равны критическим, скорость газа равна местной скорости звука (wкр = cкр). На срезе сопла р2 = Ошибка! Ошибка связи., скорость газа больше скорости звука (w2>c2).
Характер изменения параметров газового потока по длине сопла Лаваля показан на рис.5.
Скорость газа в узком сечении определяется по уравнению
(5)
а на выходе из сопла по уравнению
(6),
в котором р2 = p0.
Максимальная скорость на выходе из сопла Лаваля достигается при истечении газа в абсолютный вакуум, когда p0 / p1* = 0:
(7)
Отношение максимальной скорости на выходе из сопла Лаваля к критической скорости определяется по выражению
(8)
Для двухатомного газа при к=1,4 Ошибка! Ошибка связи. / Ошибка! Ошибка связи. = 2,45.
Зависимость скорости истечения газа из суживающегося сопла и сопла Лаваля от отношения давлений р0/p1* = β приведена на рис. 3.
Параметры газа на выходе из сопла Лаваля определяются по уравнениям соотношения параметров в адиабатном процессе:
(9),
или по уравнению состояния
(10)
Массовый расход газа G через сопло Лаваля определяется по уравнениям (3) или (4) по параметрам либо в критическом (узком) сечении, либо в выходном сечении сопла. При определении G по параметрам узкого сечения принимаются А=Акр, р =ркр = p1* βкр, а по параметрам выходного сечения А=А2, р = р2 = p0.
|
|
Характер зависимости массового расхода газа через сопло Лаваля от отношения давлений р0/p1* = β такой же, как и через суживающееся сопло рис.4.
В области βкр < β < 1,0 с уменьшением β = р0/p1* = р2/p1* массовый расход газа в соответствии с уравнением (4) возрастает. Максимальный расход газа ограничивается узким сечением сопла, когда скорость в нем равна скорости звука и β = βкр (р/p1* = ркр/p1*). Так как при β < βкр в узком сечении р/p1* = ркр/p1* = const, то и массовый расход газа остается неизменным, равным максимальному.
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!