Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский государственный технический университет им. H.Э.Баумана

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

DZ3-TD

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

09.02.2015

Размер:

335.9 Кб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 22

β	вых	=	Pвых	=	0,04	= 0,04 МПа
			P*
				1
			0
β в ыñβхк			– дозвуковое истечение;
βв	áыβк		– сверхзвуковое истечение.

3.Зададимся текущими значениями bi в диапазоне 1 < bi < bвых : 1; 0,99; 0,95; 0,9; 0,8; 0,527; 0,4; 0,3; 0,2; 0,1; 0,05; 0,04.

4.Определить изменение параметров газа по длине сопла: давления (P), температуры (T); удельного объема (v), плотности (ρ):

а) давление Рi = βI P0*, МПа,

= b1 × P0*

= 0,99 ×1 = 0,99 МПа ;

= b2 × P0*

= 0,95 ×1 = 0,95 МПа ;

= b3 × P0*

= 0,9 ×1 = 0,9 МПа ;

.................

Аналогично при остальных текущих значениях

P = b × P*

; (см. табл.1)

i 0

б) температура

k−1

Ti = T0* × β i k

; К

k−1

1,4 1−1

9 9 7,08 2К ;

= T0* × b1

= 1 0 0 0× 0,9 91,4 1

k−

1,4 1−1

9 8 5 ,1 9К6;

= T0* × b 2

= 1 0 0 0× 0,9 51,4 1

k−1

1,4 1−1

= 9 6 9 ,8 2К8;

= T0* × b 3

= 1 0 0 0× 0,9 1,4 1

.................

Аналогично при остальных текущих значениях bi : Ti = T0* × b i kk−1 ;

в) удельный объем находится с помощью уравнения состояния идеального газа (уравнения Клапейрона): vi = R Тi/Рi , м3/кг,

v1	=	R × T	=	288 × 997,082			= 0,290	м3	;
v1	=	1	=	0,990 ×10	6		= 0,290	кг	;
		P		0,990 ×10				кг
		1
v2	=	R × T	=	288 × 985,196			= 0,299	м3	;
v2	=	2	=	0,950 ×10		6	= 0,299	кг	;
		P		0,950 ×10				кг
		2

R × T

288 × 969,828

0,310

м3

;

0,9 ×10

кг

.................

Аналогично при остальных текущих значениях

R × Ti

;

г) плотность (величина, обратная удельному объему):

ρi = 1/vi, кг/м3,

= 3,448

кг

;

0,290

= 3,348

кг

;

0,299

= 3,222

кг

;

0,310

.................

Аналогично при остальных текущих значениях

;

5. Определить местную скорость звука:

a = (k R Тi)0,5 , м/с.

a1 =

= 636,314

;

k × R ×T1

1,41× 288 × 997,082

a2 =

= 632,509

;

k × R ×T2

1,41× 288 × 985,196

a3 =

= 627,557

;

k × R ×T3

1,41× 288 ×1000

.................

;

Аналогично при остальных текущих значениях

k × R × T

7. Определить скорость потока:

wi = [2k R (Т0* - Тi)/(k - 1)]0,5 , м/с.

м ;

× R ×(T0* -T1 ) =

2 ×1,41

× 288 ×(1000 -997,082 ) = 76,030

k -1

1,41 -1

w 2

× R ×(T0* -T2 ) =

2 ×1,41

× 288 ×(1000 -985,196 ) =171,247

;

k -1

1,41 -1

× R ×(T0* -T3 ) =

2 ×1,41

× 288 ×(1000 -969,828 ) = 244,474

;

k -1

1,41 -1

.................

Аналогично при остальных текущих значениях

: wi

- Ti ) ;

× R × (T0

k -1

8. Определить число Маха:

M1 = w1 = 76,030 = 0,119 ; a1 636,314

M 2 = w2 = 171,247 = 0,271; a2 632,509

M3 = w3 = 244,474 = 0,390 ; a3 627,557

.................

Аналогично при остальных текущих значениях βi : Mi = wi ; ai

При 1 ≤ β < 0,528 , M <1 - дозвуковой поток; При β = 0,528 , M =1 - звуковой поток;

При 0,528 < β ≤ 0,04 , M >1 - сверхзвуковой поток. 9. Рассчитать геометрические размеры сопла.

Расчет геометрических размеров сопла начинать с сечения, где βi = 0,99. а) площадь поперечного сечения fi = Gi/(ρw)i, м2,

×106 = 34335,731 мм 2 ;

r1w1

3,448

× 76,030

×106

=15696,748

мм 2

;

r2 w 2

3,348

×171,247

×106

=11424,962

мм 2

;

r3 w 3

3,222

× 244,474

.................

Аналогично при остальных текущих значениях

fi = G

ri w i

б) диаметр di = (4 fi/π)0,5 , м,

4f1

4 ×34335,731

= 209,088 мм ;

4f2

4 ×15696,748

= 141,371 мм ;

4f3

4 ×11424,962

= 120,610 мм ;

.................

Аналогично при остальных текущих значениях

di =

4fi

;

в) длина (отсчитывается от критического сечения), м:

1) дозвуковая часть α2 = 460 lдз i = (di – dкр)/2tg(α2/2),

d1 − dкр

209,088 - 94,652

= 134,8 мм

α2

46 ö

;

2 × tgç

d2 − dкр

141,371- 94,652

= 55,03 мм

α2

2 × tg

;

2 × tgç

d3 − dкр

120,610 - 94,652

= 30,6 мм

α2

2 × tg

;

2 × tgç

.................

		li =	di − dкр
Аналогично при остальных текущих значениях β	для дозвуковой части:	li =	æ	α	2	ö	;
i			æ	α		ö
			2 × tgç			÷
			è	2		ø

2) сверхзвуковая часть

lсвз j = (dj – dкр)/2tg(α1/2),

− dкр

96,364 - 94,652

= 8,143 мм

α1

æ12

;

2 × tgç

− dкр

100,666- 94,652

= 28,608 мм

α1

12 ö

;

2 × tgç

d8 − dкр

109,592 - 94,652

= 71,069 мм

α1

12 ö

;

2 × tgç

.................

Аналогично при остальных текущих значениях βi для сверхзвуковой чаcти:

l j	=	d j − dкр
		æ	α	1	ö ;
		2 × tgç			÷
		è	2		ø

3) общая длина

lå = lдз + lсвз .

l = l ДЗ +lСВЗ = 247,837 +366,663 = 614,500 мм ;

10. Сопло построено в масштабе 1:4.

		μP : в 1		см	100000 Па
		μT : в 1		см	100 К
		μρ : в 1		см	0,347	кг
		μρ : в 1		см	0,347	м3
						м3
		μa : в 1		см	63,724	м
						с
		μw : в 1		см	109,726 м
						с
											Таблица №1

Сечение/	Вх	1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	Вых
Параметр	Вх	1		2	3	4	5	6	7	8	9	10	Вых
Параметр
β	1,00	0,990	0,950		0,900	0,80	0,527	0,400	0,300	0,200	0,100	0,05	0,040
Pi, МПа	1,00	0,990	0,950		0,900	0,80	0,527	0,400	0,300	0,200	0,100	0,05	0,040
Ti, К	1000	997	985		969	937	829	766	704	626	511	418	392,2
vi, м3/кг	0,288	0,290	0,299		0,310	0,337	0,454	0,552	0,676	0,902	1,474	2,411	2,824
ri, кг/м3	3,472	3,448	3,348		3,222	2,964	2,203	1,813	1,478	1,109	0,678	0,415	0,354
ai, м/с	637	636	632		627	616	580	557	534	504	455	412	399
wi, м/с	0,00	76	171		244	352	580	680	764	860	983	1073	1097
M	0,00	0,119	0,271		0,390	0,572	1,000	1,22	1,430	1,706	2,156	2,604	2,749
fi, мм2		34335	15696		11424	8607	7036	7293	7958	9432	13495	20213	23161
di, мм		209	141		120,6	104,7	94,7	96,4	100,7	109,6	131	160	171,7
li,мм		134,8	55,03		30,6	11,8	0	8,14	28,6	71	173	313	366,6

Рис. 1

Приложение 2

№	p0**10-5, Па	T0*, K	Pвых*10-5, Па	G, кг/с	α1	α2,
№	p0**10-5, Па	T0*, K	Pвых*10-5, Па	G, кг/с	α1	град
n/n					град	град
1	1	900	0,045	0,9	12	50
2	2	1000	0,08	2,0	14	52
3	3	1100	0,09	2,0	16	54
4	4	1200	0,16	3,8	18	56
5	5	1000	0,2	4,5	20	58
6	6	1000	0,24	5,4	12	60
7	7	1100	0,21	6,0	14	62

8	8	1200	0,32	6,5	16	64
9	9	1200	0,30	8,0	18	66
10	10	1200	0,36	8,0	20	68
11	1	1000	0,035	1,0	12	64
12	2	1800	0,09	1,5	14	68
13	4	1000	0,12	4,0	16	62
14	6	1200	0,18	5,5	18	66
15	8	1100	0,30	8,0	20	40
16	4,5	1200	0,180	4,0	20	40
17	1	1200	0,04	1,2	14	48
18	3	1000	0,1	3	16	40
19	5	1200	0,2	5	18	42
20	7	1200	0,28	7	20	44
21	9	1100	0,36	9	12	52
22	2	1200	0,07	1,8	14	54
23	4	800	0,14	4,0	16	58
24	6	1100	0,26	5,0	18	60
25	8	1100	0,36	7,0	20	62
26	10	1100	0,45	8,0	12	56
27	1,6	800	0,064	1,5	14	54
28	2,5	1000	0,1	2,0	16	58
29	3,5	1000	0,105	3,5	18	54
30	10	1000	0,4	9,0	12	46

Литература

1.Техническая термодинамика//С.И. Исаев, И.А. Кожинов и др. – под ред. В.И. Крутова/ Учебник для вузов. 3-ое изд. М.: Высшая школа, 1991. – 440 с.

2.Теплотехника//А.А. Александров, А.М. Архаров и др. – под ред. А.М. Архарова и В.Н. Афанасьева/Учебник для ВУЗов. 3-ое изд. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана 2011. – 742 с.

3.Задачник по технической термодинамике и теории тепломассообмена//В.Н. Афанасьев, С.И. Исаев и др.– под ред. В.И. Крутова и Г.Б. Петражицкого/Учебное пособие для машиностроительных вузов: Рекомендован УМО Мин. Образования РФ. С–Петербург: БХВ–Петербург 2011. – 384 с.

4.Крутов В.И., Хвостов В.И. Методические указания по выполнению домашних заданий и программированных контрольных работ. М.: МВТУ, 1969. – 88 с.

5. Курс лекций.

<<< < Предыдущая 12 / 22

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
09.02.2015100.86 Кб14DZ-2013.doc
#
09.02.2015802.82 Кб7DZ.doc
#
10.02.2015561.18 Кб99DZ1-TD.pdf
#
09.02.2015629.73 Кб9DZ2_LSK_14.pdf
#
09.02.2015124.93 Кб64dz3 m3.doc
#
09.02.2015335.9 Кб29DZ3-TD.pdf
#
07.09.2019198.66 Кб7dz3_061.doc
#
24.05.2015251.02 Кб45DZ_23-Variant.docx
#
10.02.2015445.6 Кб90dz_2sem_2012.pdf
#
21.08.20191.92 Mб2DZ_2_Tsepi_peremennogo_toka.doc
#
19.12.2018882.18 Кб5dz_kontrol_kach03.doc