Истечение газа с учетом трения

В отличие от теоретического изоэнтропийного действительный процесс истечения реального газа происходит при трении частиц газа между собой и о стенки канала. При этом работа, затрачиваемая на преодоление сил трения, преобразуется в теплоту, в результате чего температура и энтальпия газа в выходном сечении канала возрастают. Истечение газа с трением становится необратимым процессом и со­провождается увеличением энтропии.

На рис.6 в sh- координатах представлены процессы расширения газа 1*-2 при истечении без трения и 1*-2 д при истечении с трением. При одинаковом перепаде давлений р ₁*- р ₂ действительный теплоперепад ∆h _д = h₁*- h_{2 д} меньше располагаемого ∆h= h₁*-h₂. В ре­зультате этого действительная скорость истечения газа оказывается меньше теоретической.

Отношение разности располагаемого и дей­ствительного теплоперепадов (потери теплоперепада) к располагаемому теплоперепаду назы­вается коэффициентом потери энергии

ζ_с=(∆h-∆h _д)∆h (11)

Отсюда

∆h _д =(1- ζ_с)∆h (12)

Тогда действительная скорость

w_∂=√2∆h _д =√2(1-ζc)∆h=√(1-ζc)√2∆h=φc√2∆h=φcw (13)

Здесь

φc= √(1-ζc)= w∂/w (14)

 

где φ _с - коэффициент скорости, учитывающий уменьшение действи­тельной скорости по сравнению с теоретической; в современных со­плах φ _с = 0,95-0,98.

Из выражения φ_с = √(1-ζc) следует

ζc=1- φ _с φ _с (15)

Отношение действительного теплоперепада ∆h _д к теоретическому∆h, или действительной кинетической энергии w_{2 д} w_{2 д} / 2 к теоретиче­ской w₂ w₂ / 2 называется коэффициентом полезного действия канала

η _к = ∆h _д /∆h= w _д w _д /ww (16)

С учетом выражений (14) и (15)

η _к = φ_с φ_с = 1-ζc (17)

 

 

Приложение

Рисунок 1. Истечение газа из резервуара через суживающееся сопло.

 

 

Рисунок 2. Процесс истечения газа в vp – координатах и характер изменения скорости звука и скорости истечения газа: а – при β>βкр, б - β = βкр, в - β<βкр.

 

Изменение скорости истечения газа из суживающегося сопла и сопла Лаваля в зависимости от отношения давлений.

 

Рисунок 4. Изменение расхода газа через суживающееся сопло и сопло Лаваля в зависимости от отношения давлений.

 

 

Рисунок 5. Изменение параметров газа по длине сопла Лаваля.

 

Рисунок 6. Изоэнтропийный и действительный процессы истечения газа в sh – диаграмме.

 

 

---

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

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!