Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Истечение газа через комбинированные сопла и диффузоры




 

При рассмотрении работы суживающегося сопла возникает естественный вопрос – как получить сверхкритическую скорость истечения газа и избежать потери энергии при большом перепаде давлении, когда . Ответ на этот вопрос даёт закон геометрического обращения воздействия. Он показывает, что после снижения давления до ркр и достижения скоростью значения ωкр дальнейшее расширение газа и возрастание скорости его возможно, но лишь в том случае, если проходное сечение сопла начнет увеличиваться. Это означает, что при сопло должно быть комбинированным – сначала суживаться, а затем расширяться. Такое сопло, названное по имени его изобретателя соплом Лаваля, показано схематически на рисунке 9.14.

На этом же рисунке изображены кривые изменения давления газа р и скорости его ω вдоль такого комбинированного сопла, а также соответствующая кривая изменения местной скорости звука при нормальном (расчетном) режиме истечения, когда .

Эти кривые показывают, что давление газа вдоль сопла непрерывно снижается, проходя в наиболее узком сечении сопла (горловине) через критическое значение ркр и достигая давления внешней среды р2 в выходном сечении сопла. Соответственно этому скорость газа, непрерывно возрастает, при чем на всем суживающемся участке она меньше местной скорости звука, достигает ее в горловине и на расширяющемся участке повышается уже в сверхзвуковой области. Таким образом, весь располагаемый перепад давления полностью используется на создание кинетической энергии газа и потери энергии не происходит.

Очевидно, что такую же форму, как и сопло Лаваля, должен иметь и диффузор, если начальная скорость газа выше критической. На суживающемся участке такого комбинированного диффузора скорость снижается, а давление соответственно повышается до критических значений, достигая их в горловине. На расширяющемся участке преобразование кинетической энергии в потенциальную продолжается и в выходном сечении достигается конечное давление, равное в данном случае частному от деления ркр на величину νкр.



Возвращаясь к рассмотрению сопла Лаваля, следует еще раз подчеркнуть, что вышеописанноё изменение давления и скорости по длине его имеет место лишь при расчетном режиме, когда . Если по каким-либо причинам давление среды повысится против расчетного, то работа сопла нарушится. Экспериментальные исследования показывают, что при незначительном увеличении противодавления среды газ сначала расширяется до некоторого давления, меньшего, чем противодавление среды , а затем давление его скачкообразно повышается до . Это наглядно иллюстрируется графиком, приведенным на рисунке 9.15. Положение сечения, в котором возникает скачок давления зависит от величины противодавления . С увеличением последнего величина скачка возрастает, а начало возникновения его удаляется от выходного сечения в глубь сопла, приближаясь к горловине.

Если , то комбинированное в своей суживающейся части работает с понижением давления газа, т. е. именно как сопло, а в расширяющейся части – с повышением давления, т.е. как диффузор.При этом скорость газа в горловине будет меньше критической.

 

 





Дата добавления: 2014-01-03; Просмотров: 1357; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.02 сек.