Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Теоретическое введение. Истечение газа происходит при работе горелок, форсунок, при выбивании газов через отверстия в стенках печей и во многих других случаях
Истечение газа происходит при работе горелок, форсунок, при выбивании газов через отверстия в стенках печей и во многих других случаях. Истечение газов существенно отличается от истечения жидкости. При истечении газов происходит одновременная реализация запаса потенциальной энергии и части внутренней энергии в кинетическую энергию, в результате чего температура и плотность газа могут претерпевать существенные изменения. Процесс течения газов в соплах можно считать адиабатным, так как скорость потока велика, а время пребывания газа в канале мало, в связи с чем, теплообмен газа с окружающей средой практически не происходит. При истечении газа из сопел основными искомыми величинами являются скорость потока W и расход газа М. Скорость газа можно определить, основываясь на первом законе термодинамики. Располагаемая работа, если поток газа не совершает технической работы, полностью определяется изменением кинетической энергии потока: . (1) Преобразовав это уравнение с учетом того, что течение газа происходит без теплообмена с окружающей средой, получим: , (2) где и – скорость и удельная энтальпия потока газа на входе в сопло; и – то же на выходе из сопла. Располагаемая работа газа связана с работой расширения соотношением: , поэтому можно получить формулу, определяющую скорость истечения газового потока: , (3) где и – давление и удельный объем газа на входе в сопло; и – то же на выходе из сопла; k – коэффициент адиабаты газа. При заданных сечениях сопла – f и параметрах газа на входе в него расход газа – М определяется давлением на срезе сопла: . (4) Зависимость расхода М газа от перепада давлений представлена на рис. 15.
Рис. 15. Зависимость расхода газа при истечении от отношения давлений β=Р2/Р1.
При уменьшении перепада давления от до , расход М возрастает от при до при (кривая a – b). Опыт показывает, что при уменьшении давлений среды ниже Ркр, давление на срезе коноидального сопла остается постоянным и равным критическому. В связи с этим истечение и расход газа при также остаются постоянными (линия b–с) и равным критическим Wкр и Мкр. , (5) . (6) Снижение давления на срезе сопла до уровня ниже критического возможно только в сложных соплах типа сопла Лаваля. Отношение скорости течения газа к скорости звука в каждом сечении канала называют числом Маха. Изменение формы сопла определяется выражением: . Если движение газа в канале происходит с возрастанием скорости потока, то алгебраический знак дифференциала скорости dW должен быть положительным. В этих условиях при дозвуковом движении газа (М < 1) алгебраический знак df будет отрицательным. Значит, площадь сечения f канала в направлении возрастания скорости потока и снижения давления должна уменьшаться. Следовательно, канал должен быть сужающимся. При сверхзвуковом движении (М > 1) производная df > 0, т. е. площадь сечения канала f в направлении возрастания скорости потока должна увеличиваться. Значит, непрерывное увеличение скорости потока от дозвуковой до сверхзвуковой при непрерывном снижении давления может происходить только в комбинированном канале. В начале такого канала, когда еще М < 1, канал должен суживаться, так, что при М = 1 площадь сечения канала становится минимальной. При М > 1 канал должен расширяться. Такой канал называют комбинированным соплом Лаваля (рис. 16).
Рис. 16. Комбинированное сопло Лаваля
Минимальную площадь поперечного сечения сопла Лаваля можно определить по формуле: . (7)
|