Истечение газа из сопла Лаваля. - Лекция, раздел Философия, Термодинамическая система. Уравнение состояния. Комбинированное Сопло Лаваля Предназначено Для Использования Больших Перепадо...
Комбинированное сопло Лаваля предназначено для использования больших перепадов давления и для получения скоростей истечения, превышающих критическую скорость (скорость звука). Условием закритического процесса истечения рабочего тела служит pН/p1 <βкр . В сопле Лаваля выделяют три основные области.
1. Суживающаяся короткая часть, в которой скорость потока дозвуковая.
2. Узкое сечение, в котором газ движется со скоростью звука.
3. Расширяющаяся конусообразная насадка (сверхзвуковая скорость потока).
Главным условием выбора размеров широкой части сопла Лаваля для истечения рабочего тела является безотрывность его от стенок насадки. Поэтому угол раствора конуса должен быть 8-12o, это помогает устранить существенные потери вследствие расширения газа. При больших углах наблюдается отрыв струи от стенок канала.
Рис. Сопло Лаваля
Рассмотрим процессы, происходящие при работе комбинированного сопла. В том случае, когда давление внешней среды pН< pкр,скорость и давление потока в узком сечении сопел являются критическими.
Конструкция сопла Лаваля позволяет для каждого отношения 0< pН/p1 < 1получить полное расширение. При этом в выходном сечении сопла энергия не теряется, а при выравнивании давления рабочего тела и внешней среды скорость потока становится сверхзвуковой, что необходимо для применения сопла на практике. В таком случае массовый расход становится максимальным, его величина зависит от площади наименьшего сечения сопла (Fmin).
В узкой части сопла (называемой горлом) устанавливаются критические значения параметров ρкр, Ткр, pкр, скр= а, Gmax (где а– местная скорость звука). Движение потока по расширяющейся части характеризуется тем, что газ расширяется далее, повышается скорость от скр= а до с2> а, что ведет к уменьшению давления.
Расширяющаяся часть насадки может выполнять функцию диффузора, если в горле сопла с< а (для pН/p1 > βкр).
Скорость газа на выходе из сопла Лаваля определяется по формуле:
Скорость в минимальном сечении сопла:
.
Mассовый расход газа:
.
Максимальная скорость истечения
Рис. Изменение скорости истечения и расхода газа через суживающееся сопло и сопло Лаваля от отношения давлений
Площадь минимального сечения сопла определяется по формуле
.
Площадь выходного сечения сопла
.
Длина расширяющейся части сопла определяется по уравнению
,
где d2 и dmin – соответственно диаметры выходного и минимального сечений, α– угол конусности расширяющейся части.
Термодинамическая система Уравнение состояния... Параметры состояния... Лекция Первый закон термодинамики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Истечение газа из сопла Лаваля.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Параметры состояния системы
Техническая термодинамика изучает закономерности превращения энергии в процессах, происходящих в макроскопических системах, состоящих из большого числа частиц, и свойства тел
Смеси идеальных газов
Смесь идеальных газов, химически не взаимодействующих между собой, называется идеальной газовой смесью.
Для идеальной газовой смеси имеет место закон Дальтона:
Первый закон термодинамики
Термодинамический процесс – это изменение состояния системы во времени. Равновесным процессом называется процесс, при котором система переходит из начального состояния в конечное ч
Теплоемкость газов
Под теплоемкостью газа (удельной теплоемкостью) понимают количество тепла, необходимое для нагревания количественной единицы газа (1 кг, 1м3, 1 киломоль) на 10С (или 1 К). В с
Термодинамические процессы идеального газа
Задачей исследования термодинамических процессов является нахождение зависимостей и величин, характеризующих эти процессы:
1) уравнений, описывающих процесс;
2) аналитической взаи
Круговые процессы (циклы).
В соответствии с первым законом термодинамики теплота и работа эквивалентны друг другу, однако процессы их взаимного превращения неравнозначны. Опыт показывает, что механическая эне
Цикл Карно
В 1824 году французский инженер Сади Карно предложил цикл, дающий максимальное значение термического КПД. Он состоит из двух обратимых изотермических и двух обратимых адиабатных процессов.
Уравнение обращения воздействий. Сопла и диффузоры
Изменения условий течения газа, вызывающие соответствующие изменения параметров состояния потока, называются воздействиями. Существует пять видов воздействий:
1. Геометрическое воздействие
Сопла и диффузоры
Рассмотрим воздействие формы канала dF на адиабатное течение в соплах и диффузорах. Сопла – это каналы, в которых происходит расширение газа и увеличение скорости его движения. В диффузорах
Параметры торможения
Для адиабатического течения на участке 1-2 уравнение энергии имеет вид:
,
где h*
Приведенные параметры
Для расчета параметров можно использовать таблицы газодинамических функций, которые облегчают решение задач. При этом вводится приведенная скорость
Истечение газа из суживающегося сопла
При изучении этого процесса предполагается, что истечение происходит при постоянных параметрах газа на входе в сопло и на выходе из него.
Пусть давление cреды, откуда происходит истечение,
Истечение газов с учетом трения
Выведенные выше формулы скорости истечения и массового расхода газа справедливы только для обратимого процесса истечения, так как не учитывают силы трения рабочего тела о стенки канала и внутреннее
Термодинамические процессы в компресорах
Компрессором называют машину для сжатия газов. Различные типы компрессоров широко применяются в самых разнообразных областях техники. По конструкционным признакам компрессоры подразделяют на две гр
IV. Сравнение эффективности идеальных циклов
Термодинамическая эффективность циклов зависит от условий их осуществления. В одних условиях эффективен один цикл, в других – другой.
1. Сравним циклы Отто и Дизеля по значению термическог
Цикл газотурбинной установки
Цикл Брайтона/Джоуля — термодинамический цикл, описывающий рабочие процессы газотурбинного, турбореактивного и прямоточного воздушно-реактивного двигателей внутренн
Цикл ГТУ с регенерацией теплоты
Регенерация теплоты - подогрев воздуха после компрессора выхлопными газами - возможна при условии, что T4>T2 Для этого в схему установки необходимо ввести дополнительное ус
Цикл паротурбинной установки
Современная стационарная теплоэнергетика базируется в основном на паросиловых установках. Продукты сгорания топлива в этих установках являются лишь промежуточным теплоносителем, а р
Цикл парокомпрессионной холодильной установки
Парокомпрессионная холодильная установка работает по циклу, обратному циклу паросиловой устанвки.
Компрессор всасывает из рефрижератора пар рабочего тела при давлении его р
Виды и состав топлив
Топливом называются горючие вещества, которые сжигаются для получения в промышленныхцелях теплоты. Топливо по происхождению может быть естественным и искусственым, а по агрегатному
Теплота сгорания топлива
Теплотой сгорания топлива называется количество теплоты, выделяющейся при сгорании единицы топлива. Теплоту сгорания твердого и жидкого топлива обычно относят к 1кг массы топлива, а
Температурное поле. Закон Фурье
Температурное поле – это совокупность значений температуры во всех точках тела в данный момент времени
Основы теории подобия
Так как у поверхности твердого тела имеется слой неподвижной жидкости, через который теплота передается только теплопроводностью, то для этого слоя можно использовать закон Фурье. Принимая, что ось
Теплообмен излучением в газовой среде
В отличие от твердых тел, имеющих сплошные спектры излучения, газы излучают энергию лишь в определенных интервалах длин волн. Вне этих интервалов газы прозрачны и не излучают энерги
Класификация теплообменных аппаратов
Теплообменные аппараты (теплообменник) – это устройства, предназначенные для передачи теплоты от одной среды (жидкости или газа) к другой.
Чаще всего в теплообменных аппар
Основы расчета теплообменного аппарата
Сущность расчета любого теплообменного аппарата - совместное решение уравнений теплового баланса и теплопередачи.
1) Уравнения теплового баланса
Тепловой поток Q
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
.
.
.
.
,
Новости и инфо для студентов