Решение
Предварительно вычисляем масштабные значения скорости в критическом сечении по формуле (8.35) и плотность по уравнению Клапейрона (1.11).
м/с;
кг/м3.
По таблицам
газодинамических функций (приложение
П.4) для k
= 1,4 находим значения приведенных
параметров в критическом сечении (при
λ = λкр
= 1):
;
;
.
Умножая их на масштабные значения
(в качестве масштаба в данном случае
являются значения параметров торможения
на входе в сопло
),
найдем абсолютные значения давления,
температуры и плотности в критическом
сечении:
Па
К;
кг/м3;
кг/(м2·с).
Площадь критического сечения сопла
м2.
Параметры в выходном
сечении сопла (С
– С) определяются
исходя из заданного отношения давлений,
по которым находится газодинамическая
функция
давления
.
Этому значению
соответствует
(приложение
П.4). При этом значении λс
находим в таблице остальные газодинамические
функции (приведённые параметры):
;
;
.
Определяем параметры потока в выходном сечении сопла:
м/с;
К;
кг/м3;
кг/(м2·с).
Площадь выходного
сечения сопла равна:
м2.
Проверьте, как Вы усвоили материал
1. Назовите формы каналов, которые предназначены для разгона и торможения газового потока. Как называются эти технические устройства?
2. Напишите уравнение профиля струи для энергоизолированного потока, с помощью этого уравнения определите: а) форму канала, предназначенного для разгона потока; б) форму канала, предназначенного для торможения потока.
3. Дайте определение полным параметрам или параметрам заторможенного потока.
4. Напишите формулы для определения параметров заторможенного потока.
5. Напишите уравнение сохранения энергии в параметрах заторможенного потока.
6. Покажите характер изменения статических и полных параметров по длине сопла.
7. Как определить скорость потока на выходе из сопла, какие факторы влияют на величину скорости?
8. При каких условиях возможно достижение максимальной скорости истечения газа?
9. Почему при увеличении скорости газа уменьшается скорость распространения звука в нём?
10. Дайте определение критическим параметрам потока газа?
11. Чему равна скорость потока в критическом сечении сопла?
12. Назовите основные газодинамические функции и методы их использования при расчётах газовых потоков.
13. Какая газодинамическая функция характеризует расход газа?
14. Назовите режимы течения в сужающемся сопле и условия их осуществления.
15. При каких условиях для сужающегося сопла выполняется равенство: а) πс = πкр; б) πс = πс.р..
16. Как влияет понижение давления окружающей среды на величины: а) параметров газа в выходном сечении сужающегося сопла; б) скорости газа в этом же сечении?
17. Как влияет
изменение давления
и температуры
на входе в сопло на величину параметров
газа и скорости в выходном сечении
сужающегося сопла?
18. Сужающееся сопло работает в критическом режиме. Как изменится режим работы сопла при подъёме на большую высоту ( = const).
19. Расскажите о режимах течения в сопле Лаваля.
20. От каких факторов зависит расход газа через сопло?
21. Какое влияние оказывают на расход газа: а) изменение давления окружающей среды; б) давление на входе в сопло; в) температура на входе в сопло?
22. Как определить массовый расход газа в критическом и произвольном сечениях канала?
23. При каких условиях понижение давления окружающей среды не оказывает влияние на величину расхода газа?
24. Каковы недостатки работы сопел на нерасчётных режимах?
25. Где применяются сопла с косым срезом?