Витікання газу через комбіновані сопла

Інженерів давно турбувало чи можна отримати швидкість витікання більшою ніж критична – швидкість звуку. Це важливо з точки зору роботи парових, газових турбін – чим з більшою швидкістю буде набігати потік на лопатки тим більшу технічні роботу він там виконає. Шведський інженер Лаваль запропонував для досягнення швидкості течії більшої за критичну застосувати комбіноване сопло. Спочатку сопло звичайне конічне звужується, а потім воно розширюється. Кути звуження, розширення маленькі 10-12 ^о. Коли застосувати таке сопло то в ньому абс тиск буде завжди зменшуватись. Швидкість течії буде завжди збільшуватись (при умові що сопло правильно пораховане). А якщо взяти формулу і порахувати швидкість звуку в кожному перерізі то виявляється що вона буде зменшуватися від входу до виходу сопла (штрихова лінія). В горловині швидкості звуку і витікання течії зрівняються.

1 – дозвукова течія, 2 – надзвукова, або гіперзвукова течія.

Відношення швидкості течії до швидкості звукової хвилі в цій же течії - число Маха або ще інакше Маієвського це австрійський вчений.

1) в частині 1 яке звужується – M < 1 a > W

2) в горловині – M = 1 бо a = W

3) в частині 2 – М > 1 - a < W

Тобто сопло повинно бути комбінованим. А як підтвердити що це дійсно так. Записати рівняння адіабати в диференціальному вигляді. Записати і диф вигляді рівняння суцільності руху. Добавити рівняння ізоентропійної течії.

- рівняння геометричного обрнення дії. Ми зацікавлені щоб в соплі швидкість течії весь час збільшувалась 1) M<1 тоді з рівняння приріст поперечного перерізу зменшується 2) M > 1 сопло розширюється. Ось чому геометричного обернення дії.

Такі сопла використовуються в парових турбінах, ракетній техніці, авіації. Доречі в газових турбінах такі сопла не застосовуються тому що в них не досягається криза витікання тепло перепад в них невеличкий. На практиці розрахувати сопло надзвичайно складно оскільки газ є реальний зі своїми властивостями. А це тільки ази, основи теорії з рядом допущень.

Дата добавления: 2014-01-05