Витік пари з соплових грат

У разі адіабатичного витоку можна вважати, що згідно закону збереження і перетворення енергії зміна кінетичної енергії потоку в соплових гратах (мал. 6.2), дорівнює:

, має місце через розширення пари в адіабатнім процесі l _ад і роботи зовнішніх сил, повідомленої пару, яку позначимо через l _вн, тобто ,

Для 1 кг маси газу кінетична енергія l= c²/2

Рис. 6.1 Схема сопла

де c_1α — швидкість газу на виході з соплових грат при адіабатному процесі розширення, м/с;

с_о — швидкість газу на вході в соплові грати, м/с.

Робота розширення для адіабатного процесу, як відомо, рівна різниці значень внутрішньої енергії на початку і в кінці процесу розширення

Знаючи, що u=pv=i, кДж/кг, де і— ентальпія пари, маємо:

(6.1)

Різницю ентальпій в адіабатному процесі називають перепадом,, позначаючи через h_o=.

Мал. 6.2. Адіабатний процес витоку пари

Даний теплоперепад зручно знаходити за допомогою і, s-діаграми (мал. 6.3). В цьому випадку, щоб визначити і_о, потрібно знати р_о t_o, а для знаходження i₁ — тільки Р₁ Швидкість закінчення пари з соплових грат може бути знайдена з (6.1)

(6.2)

Якщо початкова швидкість пари незначна, нею можна нехтувати і в цьому випадку

(6.3)

Враховуючи, що

Дійсно, виражаючи l _ад і l _вн через параметри стану, маємо

З рівняння G_c=fc/v, кг/с. Враховуючи, що для адіабатного витоку

(6.4)

Масову секундну витрату для вихідного перетину можна визначити по формулі:

G_c= (6.5)

(6.6)

Відповідна максимальна швидкість С_1а Може бути визначина з виразу (6.4) з використанням виразу (6.6):

(6.8)

(6.9)

Мал. 6.3. Дійсний процес витоку пари через сопло в і, s-діаграмі.

Втрати енергії можуть бути виражені через швидкості закінчення пари. Для цього запишемо, що і , звідки втрати кінетичної енергії в сопловій гратці:

(6.10)

Так як , то врахуванням початкової швидкості при вході в сопло

(6.11)

(6.12)

Величина називається коефіцієнтом втрати енергії.

З (6.12) витікає, що

Дата добавления: 2014-01-11