Методика расчета соплового канала при истечении через него веществ с начальной скоростью больше нуля
Рассмотрим практическое применение параметров полностью заторможенного потока при расчёте комбинированного сопла, в котором начальная скорость вещества больше нуля (со>0).
Все ранее полученные зависимости для истечения через сопло газа (пара) были получены при начальной скорости потока cо=0. Для того чтобы можно было ими пользоваться при cо>0, начальные параметры газа (пара) приводят к параметрам полностью изоэнтропно (s=const) заторможенного потока. При этом процесс расширения можно представить в виде адиабатного процесса, начинающегося от параметров изоэнтропно заторможенного потока, рис. 4.16. В точке 1* фиксируется фиктивное состояние вещества с нулевой скоростью. Определяется энтальпия полностью заторможенного потока hо* как
,
(4.30)
и по sо и hо* находится давление заторможенного потока Ро*. Используя давление Ро*, определяется критическое давление:
Ркр = крРо* . (4.31)
Дальнейший расчёт сопла ведётся традиционным путём относительно параметров точки 1* – полностью заторможенного потока:
,
(4.32)
,
(4.33)
где hкрi – определяется по Ркр=крРо*.
Н
еобходимо
обратить внимание на то, что при таком
истечении пользоваться коэффициентами
(,
с,
),
характеризующими необратимость процесса,
можно только на реальном (1-2*) процессе,
т.к. процесса 1-*1 нет.
Вопросы для самоподготовки к главе 4
1. Для чего используются сопловые каналы ?
2. Какие допущения приняты при первоначальном анализе процесса истечения газа через сопловой канал ?
3. При каких условиях скорость истечения из соплового канала достигает максимального значения ?
4. Какой основной вывод позволяет сделать при анализе процесса истечения газа через сопловой канал величина относительного массового расхода газа G/f ?
5. При каких условиях профиль соплового канала должен быть суживающимся и почему ?
6. При каких условиях профиль соплового канала должен быть комбинированным с расширяющейся частью и почему ?
7. Чему равна скорость истечения газа в минимальном сечении комбинированного сопла с расширяющейся частью ?
8. Какие условия определяют максимальный массовый расход газа через любой сопловой канал ?
9. Что необходимо сделать для того, чтобы увеличит расход газа через данный сопловой канал ?
10. Какие особенности расчета адиабатного процесса истечения водяного пара через сопловой канал по отношению к аналогичному процессу истечения идеального газа ?
11. Какие коэффициенты харатеризуют необратимость реального адиабатного процесса истечения через сопловой канал ?
12. Может ли быть больше единицы коэффициент расхода сопла, если может, то объясните чем это вызвано ?
13. Поясните, как изменяются параметры газа и скорость в процессе его торможения в диффузоре, на плоскости и выпуклой поверхности.
14. Как изменяется давление газа и энтальпия в конце процесса полного его торможения в диффузоре при обратимом и необратимом процессах ?
15. Какую температуру показывает термометр, установленный в канале с движущимся газом ?
16. Для чего используются параметры полностью заторможенного потока при расчете процесса истечения газа через сопловой канал с начальной скоростью больше нуля ?
17. Как рассчитать скорость в минимальном сечении комбинированного сопла при необратимом процессе истечения через него газа, если начальная скорость в сопловом канале больше нуля ?