Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Подходы к решению темы фильма: Существует три основных типа исторического фильма, имеющих между собой много общего...
Дисциплины:
2019-10-25 | 242 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Вследствие наличия вязкости действительный процесс истечения газа через сопло сопровождается трением частиц друг о друга, о стенки канала и вихреобразованием, что снижает скорость газа и уменьшает его кинетическую энергию. Вместе с тем, в энергоизолированном процессе по закону сохранения энергии потерянная кинетическая энергия превращается в тепло, вследствие чего температура и энтальпия протекающего газа повышаются.
Действительный процесс расширения газа в соплах происходит по некоторой условной политропе A*0A1 (рис. 4.2), причем, в конечной точке процесса i1 > i1t. Действительная скорость на выходе из сопла с1, очевидно, станет меньше теоретической с1t. В действительном процессе скорость истечения определяется по выражению . Потеря кинетической энергии в соплах составит
или . (4.4)
Рисунок 4.2 – Действительный процесс расширения газа в сопловом аппарате
Следует заметить, что потеря кинетической энергии оказывается меньше работы трения в соплах. Объясняется это тем, что часть работы трения в процессе расширения после превращения в тепловую энергию вновь превращается в кинетическую энергию. Эта часть работы трения называется возвращенным теплом.
Действительную скорость истечения из сопел можно определить по формуле
, (4.5)
где φ - коэффициент скорости в соплах, который определяется опытным путем.
С использованием коэффициента φ потери энергии в соплах можно определить
, (4.6)
где - коэффициент потерь энергии в соплах.
Очевидно, в действительном процессе расширения газа претерпят изменение, по сравнению со случаем истечения без потерь, и другие параметры газа, такие как температура, плотность, а также расход рабочего тела.
|
При заданном перепаде давлений в сопловом аппарате (от p * 0 до p 1) и известным потерям температура газа за соплами
, (4.7)
где T1t - теоретическая температура газа в конце адиабатического расширения (см. рис. 4.2).
Плотность газа и его удельный объем находим из уравнения состояния газа
, . (4.8)
Процесс истечения газа из соплового аппарата можно рассчитать по законам политропного расширения газа, если известен показатель n условной политропы расширения (процесс A*0 A1 на рис. 4.2).
Связь между скоростным коэффициентом сопел φ и показателем политропы n приближенно может быть выражена следующим образам. В политропном процессе
. (4.9)
Предположим, что текущие параметры р и Т в процессе адиабатного расширения получили элементарное приращение. Тогда, из уравнения адиабатного процесса
. (4.10)
Разлагая левую часть равенства (4.10 ) в ряд Маклорена и ограничиваясь двумя членами разложения, получим
.
Если считать коэффициент величиной постоянной для всего процесса расширения, то из уравнения энергии следует, что и тогда
После интегрирования получим
. (4.11)
Сопоставляя выражение (4.9) и (4.11) можем записать
, (4.12)
или . (4.13)
Формулы (4.12) и (4.13) тем точнее, чем выше значение φ. Заметим, что при расширении газа всегда n < k.
Температуру в конце политропного расширения в соплах найдем из выражения (4.9)
.
Полезная работа расширения газа, которая может быть превращена в кинетическую энергию
. (4.14)
Скорость газа найдем из выражения, аналогичного (2.26)
, (4.15)
а расход газа - по формуле подобной (2.30)
. (4.16)
Изменится, очевидно, и критическое отношение давлений, которое на основе формулы (2.32) для течения с потерями примет вид
|
. (4.17)
В действительном процессе скорость звука в каждом из сечений станет больше (в связи с увеличением средней температуры от трения), а скорость потока меньше. Поэтому в минимальном сечении сопла Лаваля скорость потока уже не будет равна местной скорости звука. Равенство это наступит где-то за узким сечением сопла.
Расчетную формулу для определения величины минимального сечения сопла в действительном процессе можно получить, используя выражения (4.16) и (4.17)
. (4.18)
Расширение газа в каналах,
|
|
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Семя – орган полового размножения и расселения растений: наружи у семян имеется плотный покров – кожура...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!