ximia.org - сайт о химии для химиков
РАЗДЕЛЫ САЙТА
Разная химия
Неорганическая
Органическая
Биологическая
Наглядная биохимия
Токсикологическая

База знаний
Химическая энциклопедия
Справочник по веществам
Таблица Д.И. Менделеева
Гетероциклические соед.
Теплотехника
Углеводы

Партнёры по Химии
Всё об Алхимии

Химия в жизни
Каталог предприятий

Дополнительно
Лекарственные средства Фармацевтический справ.

 
Всё о Химии - Ximia.org

5.2. Критическое давление и скорость. Сопло Лаваля

Если перемещение газа по каналу происходит его расширение с уменьшением давления и увеличением скорости, то такой канал называется соплом.

Если в канале происходит сжатие рабочего тела с увеличением его давления и уменьшением скорости, то такой канал называют диффузором.

В каналах при небольшой разности давлений газа и внешней среды скорость течения рабочего тела достаточно большая. В большинстве случаев длина канала небольшая и процесс теплообмена между стенкой и газом незначителен, поэтому процесс истечения газа можно считать адиабатным.

Скорость истечения (на выходе канала) определяется из уравнения:w = w2 = v 2(h1 – h2) . (5.6)

или

w = v 2Ö/(g - 1)·P1·х 1 [1 – (P2/P1)(g-1)/g]. (5.7)

Массовый секундный расход газа, [кг/с]:

m = f·w/х 2 , (5.8)

где: f – площадь сечения канала на выходе.

Так как процесс истечения адиабатный, то:

m = f·Ö 2g/(g - 1)·P1 1·[(P2/P1)2/g – (P2/P1)(g+1)/g]. (5.9)

Массовый секундный расход идеального газа зависит от площади выходного канала, начального состояния газа и степени его расширения.

Критическим давлением называется такое давление на выходном сечении канала, при котором достигается максимальный расход газа и определяется следующим выражением:

PК = P2 = bК·P1 , (5.10)

где: PК = (2/(g + 1))г/(г-1) .

для одноатомных газов: g =1,66 q bК = 0,49 ;

для двухатомных газов: g =1,4 q bК = 0,528 ;

для трехатомных газов: g =1,3 q bК = 0,546 .

Критической скоростью называется скорость газа в выходном сечении канала, при давлении равном или меньшем критического - PК.

wК = Ö 2(g/(g + 1))·P1·х 1 . (5.11)

Критическая скорость зависит при истечении идеального газа только от начальных параметров, его природы и равна скорости звука газа (а) при критических параметрах.

wК = а = Ö g·PК·хК . (5.12)

Комбинированное сопло Лаваля предназначено для использования больших перепадов давления и для порлучения скоростей истечения, превышающих критическую или скорость звука. Сопло Лаваля состоит из короткого суживающегося участка и расширяющейсяя конической насадки (Рис.5.1). Опыты показывают, что угол конусности расширяющейся части должен быть равен a = 8-12о. При больших углах наблюдается отрыв струи от стенок канала.



Скорость истечения и секундный расход идеального газа определяются по формулам (5.7) и (5.9).

Длину расширяющейся части сопла можно определить по уравнению:

l = (D – d) / 2·tg(j/2) , (5.13)

где: j - угол конусности сопла;

D - диаметр выходного отверстия;

d - диаметр сопла в минимальном сечении.

Предыдущая страница | Следующая страница



СОДЕРЖАНИЕ

 

Всё о Химии для учителей, учеников, студентов и просто химиков