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 (w_кр = c_кр). 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 =р_кр = 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* = р_кр/p₁*). Так как при β < βкр в узком сечении р/p₁* = р_кр/p₁* = const, то и массовый расход газа остается неизменным, равным максимальному.

 

---

Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!