Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Физика

ПОНЯТИЯ СОПЛА И ДИФФУЗОРА. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В СОПЛАХ И ДИФФУЗОРАХ

При анализе потоков делаются следующие допущения:

  • • поток считается стационарным (установившимся), когда параметры потока в конкретной точке постоянны во времени;
  • • поток считается одномерным, когда изменение его параметров имеет место только по оси потока. Это значит, что в каждом сечении потока параметры его одинаковы и постоянны;

• поток удовлетворяет условию неразрывности или, что то же самое, сплошности:

или m = р/с, кг/с, где/, с, v, р — соответственно площадь сечения канала, скорость, удельный объем и плотность газа в сечении. Физическую величину т, кг/с, называют массовым расходом. Широко используется еще понятие объемного расхода V = mv, м3/с. Из уравнения сплошности следует, что массовый или объемный расход есть величина постоянная для любого сечения канала;

• поток удовлетворяет условию адиабатного течения. При условии т = const, продифференцировав выражение (6.78), получим mdv =fdc + cdf. Разделив полученное равенство на соотношение (6.78), получим

Формула (6.79) неудобна при анализе геометрии канала и характера изменения параметров потока. Поэтому ее преобразуют к иному виду, используя для этого уравнение адиабаты в виде PvK = const и уравнение Бернулли в форме (6.77).

Продифференцируем уравнение адиабаты:

г» * кР j .п л dv> dP

Разделив на vK, получим — dv + dP = 0 и — =--.

V УК Р

Разделив уравнение Бернулли на с2, получим

Подставим полученные dv / vw.dc / с в формулу (6.79) и получим

Так как скорость звука в идеальном газе равна а = /kRT = yJkPv, то предыдущее соотношение окончательно запишем в виде

Проанализируем формулу (6.80) для сопловых каналов, когда dc > 0, а <7Р< 0:

  • 1) — < 0 — сужающееся сопло. При этом 2 — с2) > 0, с < а;
  • 2) = 0 _ канал постоянного сечения или как сечение перехода

от сужающейся части канала к расширяющейся и наоборот. При этом 2 — с2) = 0, с = а;

  • 3) -у- > 0 — расширяющееся сопло. При этом 2 — с2)<0,с> а.

Проанализируем формулу (6.80) для диффузорных каналов, когда dc <0,adP> 0:

1) — < 0 — сужающийся диффузор. При этом 2 — с2) < 0, с > а;

J

  • 2) — = 0 — канал постоянного сечения или как сечение перехода

от сужающейся части канала к расширяющейся или наоборот. При этом (iа2 — с2) = 0, с = а;

if

3) — > 0 — расширяющийся диффузор. При этом 2 — с2) > 0, с<а.

Сужающийся канал будет сопловым, если начальная скорость потока меньше начальной скорости звука (рис. 6.31). При другом начальном соотношении с, и ах (с, > а{) канал будет диффузорным.

Расширяющийся канал будет работать как сопло, если начальная скорость потока равна или больше начальной скорости звука, в противном случае канал будет работать как диффузор, рис. 6.32.

Рис. 6.31

Рис. 6.32

Основной характеристикой сжимаемости газа служит число Маха М = с / а, где с и а — местная (локальная) скорость соответственно газа и звука. Если число М мало, газ можно считать несжимаемым, и применять к нему следует законы гидродинамики. С увеличением числа Маха влияние сжимаемости на характер течения газа становится все основательнее. При М > 1 в упругой среде при обтекании потоком препятствия возникают возмущения, а при непрерывной пульсации скорости и давления — скачки уплотнения и ударные волны. Учет всех обстоятельств, определяющих характер течения газа, не прост.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы