- •Замечания руководителя Содержание
- •Введение
- •1.Гидравлический расчет трубопровода.
- •1.1 Выбор основной магистрали
- •1.2 Определение диаметров труб основной магистрали
- •1.4 Расчет ответвлений
- •1.5 Компенсация невязки
- •1.6 Расчет всасывающей магистрали
- •2.1 Расчет потерь напора на трение
- •2.2 Определение потерь напора на местных сопротивлениях
- •2.3 Суммарные потери напора в трубопроводе
- •2. Гидравлический расчет короткого трубопровода.
- •3. Газодинамический расчет сопла Лаваля.
- •3.1. Расчет параметров торможения.
- •3.2. Расчет параметров газа в критическом сечении.
- •3.3. Расчет параметров газа во входном сечении.
- •3.4. Расчет параметров газа в выходном сечении.
- •3.5. Расчет параметров газа в дополнительных сечениях.
- •3.6. Геометрический расчет сопла.
- •3.7. Результаты газодинамического и геометрического расчетов сопла Лаваля.
- •4. Местные сопротивления и расчет трубопроводов. Потери напора в местных сопротивлениях.
- •Список литературы .
3. Газодинамический расчет сопла Лаваля.
В
С
D
критическое сечение сечение
А
входное сечение
выходное сечение
Рис. 3.1 Сопло Лаваля
3.1. Расчет параметров торможения.
По известным параметрам торможения P0 и по температуре T0 определяем плотность ρ0 из уравнения Клайперона (1.1) и скорость звука a0 по зависимости (1.2):
,
(3.1)
Газовая
постоянная
(использованы данные приложения
(методическое указание №344-2004 Воронеж:
Издательство ВГТУ,2004))
;
.
Скорость звука:
(3.2)
.
3.2. Расчет параметров газа в критическом сечении.
Критическое
сечение рассчитывается из условий
достижения критической скорости потока,
равной скорости звука
,
откуда следует, что коэффициент скорости
,
число Маха
.
Используя газодинамическую функцию давления (формула (3.3)), найдем критическое давление Pкр:
,
(3.3)
;
Па.
Используя газодинамическую функцию температуры (формула (3.4)), найдем критическую температуру Tкр:
,
(3.4)
;
K.
Используя
газодинамическую функцию плотности
(формула (3.5)), найдем критическую плотность
:
,
(3.5)
.
По
формуле (3.2) определяем критическую
скорость звука
:
По
формуле (3.6) определяем критическую
скорость потока
:
,
(3.6)
.
С
помощью уравнения неразрывности (3.7)
находим площадь критического сечения
и диаметр
по
формуле (3.8):
,
(3.7)
;
.
,
(3.8)
м.
3.3. Расчет параметров газа во входном сечении.
По
заданной скорости газа на входе в сопло
находим значение коэффициента скорости
по
формуле(3.6):
.
Используя газодинамическую функцию давления (формула (3.3)), найдем входное давление Pвх:
;
Па.
Используя газодинамическую функцию температуры (формула (3.4)), найдем входную температуру Tвх:
;
K.
Используя
газодинамическую функцию плотности
(формула (3.5)), найдем плотность
:
.
С
помощью уравнения неразрывности (3.7)
находим площадь входного сечения
и диаметр
по
формуле (3.8):
;
.
м.
По
формуле (3.2) определяем входную скорость
звука
:
По
заданной скорости газа на входе в сопло
и по входной скорости звука
находим значение числа Маха
по формуле(3.9):
,
(3.9)
.
3.4. Расчет параметров газа в выходном сечении.
В выходном сечении необходимо соблюсти условия равенства давлений на выходе Pвых и срезе сопла Pсреза (внешнего давления окружающей среды).
Для
этого из формулы (3.3) выражаем коэффициент
скорости на выходе
через давление
:
,
;
.
Используя
формулу (3.6) находим скорость на выходе
:
,
.
Используя газодинамическую функцию температуры (формула (3.4)), найдем температуру Tвых:
;
K.
Используя
газодинамическую функцию плотности
(формула (3.5)), найдем плотность
:
.
С
помощью уравнения неразрывности (3.7)
находим площадь выходного сечения
и диаметр
по формуле (3.8):
;
.
м.
По
формуле (3.2) определяем входную скорость
звука
:
По
заданной скорости газа на входе в сопло
и по входной скорости звука
находим значение числа Маха
по формуле(3.9):
.
