Исследование процесса истечения воздуха через суживающееся сопло. Ляшков В.И - 5 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
p
2
/p
1
w
, м\с
Рис. 1 Теоретическая зависимость w
т
= f (p
2
/ p
1
) для воздуха при Т
1
= 293 К
0
50
100
150
200
250
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
p
2
/p
1
М
т1
,
кг/(м
2
с
)
Рис. 2 Теоретическая зависимость М
т1
= f (p
2
/ p
1
) для воздуха
при Т
1
= 293 К и р
1
= 0,1013 МПа
Преодолеть кризис течения и получить сверхзвуковые скорости газа, как известно, можно только с
помощью сопла Лаваля, которое состоит из суживающейся части (конфузор), где скорость w может дос-
тичь скорости звука a, и расширяющейся части (диффузор), где происходит дальнейший разгон газа до
сверхзвуковой скорости w > a.
Известно, что критическое отношение давлений β
кр
, при котором скорость w достигает скорости
звука а, зависит от свойств газа и определяется соотношением
1
кр
1
2
кр
1
2
+
=
=β
к
к
кp
p
,
где k = c
pm
/ c
vm
показатель адиабаты для данного газа. Для воздуха k = 1,4 и β
кр
= 0,528.
При критическом течении газа его теоретический расход М
т
и теоретическую скорость w
т
можно
рассчитывать по тем же формулам (1) и (2), подставляя в них вместо отношения р
2
/ р
1
значение β
кр
. Ряд
несложных преобразований в этом случае позволяет несколько упростить названные формулы:
1
2
11
кр
т
1
2
1
2
+
ρ
+
=
k
k
p
k
k
fM
и
кр
кр
т
1
2
TR
k
k
w
+
=
.
Для двухатомных газов (воздуха, например) k = 1,4 и приведенные формулы можно записать так
11
кр
т
686,0 ρ= pfM
(3)
и
1
кр
т
08,1 TRw =
. (4)