змінного перерізу.
Канал, в якому збільшується ШВИДКІСТЬ СТРУМІНЬ І падає ТИСК РОБОЧЕГО тіла, назівають соплом, В соплах потенціальна енергія газу перетворюється в кінетічну Енергію потоку, їх Використовують в парових и газових турбінах, реактивних ДВИГУН, турбо-і пароструменевіх компресорах.
канапе, в якому сповільнюється рух РОБОЧЕГО тіла и збільшується его ТИСК, назівають дифузор. У діфузори кінетічна енергія потоку газу перетворюється в его потенціальну Енергію, їх Використовують в турбо-і пароструменевіх компресорах, а такоже у вентиляторах.
Рухаючісь в горизонтальному каналі, газ Виконує роботу Подолання зовнішнього Тиску про ру) i Зміни кінетічної ЕНЕРГІЇ потоку:
В
У цьом випадка рівняння Перт законом термодінамікі мас вигляд (Для газового потоку):
dg = dU + d (pv) + wdw = di + wdw (1.1)
де: g - Питома теплота, то спріймається газом, Вт/м2;
U - внутрішня енерпя газу, Дж/кг;
р - тиску газу. Па;
v - Пітом об'єм газу, м3/кг;
w - ШВИДКІСТЬ потоку, м/с;
і - ентальпія газу, Дж/кг. Рівняння Першого закону термодінамікі мас вигляд:
dg-di-vdp (1.2)
Прірівнюючі формули (1,1) і (1,2) одержуємо:
wdw =-vdp (1,3)
Це означатиме, шо ПРИРІСТ кінетічної ЕНЕРГІЇ візначається Робот Зміни Тиску vdp; при збільшенні Швидкості потоку (dw> 0) тиску газу (Dр <0) зменшується, и навпаки. p> При Русі газу в каналі кінцевої Довжина (рис. 1.1, а) его параметри змінюються від v1, р1, Т1, до Vу, ру, Ту (рис. 1.1, б). Робота Зміни Тиску - у рv - координатах зображується площею М1УКМ (рис 1.1, в).
В
У соплах и діфузори контакт газу з каналом короткочасній, того обміном з навколішнім СЕРЕДОВИЩА нехтують. Це дозволяг розглядаті вітікання як адіабатній процес (dg = 0). У цьом випадка рівняння (1.1) пріймає вигляд wdw =-dі, а для каналу кінцевої Довжина (сопла) после інтегрування:
(1.4)
це: w1, wy - ШВИДКІСТЬ газу відповідно на вході и в гірлі каналу, м/с;
і1, ІУ - ентальпія відповідно на вході и в усті каналу, Дж/кг, Для сопел wу>> w1, тому завбільшки w1 частіше Всього нехтують. У цьом випадка
або (1.5)
ЯКЩО ентальпія віраж у кілоджоулях на кілограм (КДж/кг). p> Для газів что Повністю або пріблізно підпорядковуються рівнянню рv = RТ и справедливі умови і = СРТ, Сp = RК/(К-1), рівняння (1.5) пріймає вигляд:
В В
(1.6)
де: К - Показник адіабаті, К = Сp/Сv;
R - Питома газова стала, Дж/кг К,
Якшо відома площа перерізу в усті сопла f, то Із умови нерозрівності потоку масовий розхід газу:
(1.7)
з врахування (1.7):
(1.8)
Із (1.7) і (1.8) слідує, шо для даного газу (k-соnst) з Початкова параметрами р1, и V1, ШВИДКІСТЬ его потоку и розхід візначається Тільки відношенням тісків Рv/Р1 = ОІ. Так ШВИДКІСТЬ и розхід зростають при збільшенні Р1. Це досягається збільшенням абсолютного Тиску Р, середовища, з Якого вітікає газ (дів. рис. 1.1 а). При цьом ТИСК в усті сопла Ру Рівний Тиску за соплом P2: до тихий ПІР, поки ШВИДКІСТЬ потоку не досягнено Швидкості Поширення звуку а в даним середовіщі. З цією швідкістю пошірюються пружні Хвилі Тиску (розрідження). Тиск Р2, при якому (wv досягає Швидкості звуку, назівають критичним и позначають Ркр а відношення цього Тиску до Тиску Р1- критичним відношенням Ркр/Р1 = ОІ кр
Хвиля Зменшення Тиску в усті сопла, Яку вінікає при Р2 <Ркр (ОІ <ОІ кр) НЕ может пошірюватісь в соплі назустріч течії, так як а = w, як наслідок для всіх значень Р2 <Ркр (ОІ <ОІ кр) У усті сопла ТИСК Р2 = Ркр,. Тому, ЯКЩО вітікання газу докрітнчне (ОІ <ОІ кр), в рівняннях (1.6) і (1.8) вместо відношеннч Рv/Р1 Використовують величину Р2/Р1 = ОІ,, а ЯКЩО вітікання критичність и зверхкрітічне (ОІ <О’ кр) величину ОІ кр = ОІ кр/Р1. Залежність wv = f (ОІ) i M = F1 (ОІ) зображені на рис. 1,2. br/>В
Рис 1.2
У рівняннях (1.6) і (1.8) для двоатомніх газів К = 1,4 и ОІ кр = 0,528, для багатоатомніх газів К = 1,3, а ОІ кр = 0,546.
Вітікання газу супроводжується помітнімі ВТРАТИ кінетічної ЕНЕРГІЇ потоку на тертим между кулями газу и газу Зі стійкамі каналу.
Із-за Вказаною ВТРАТИ кінетічної ЕНЕРГІЇ дійсна ШВИДКІСТЬ вітікання ww д, Менш теоретичної w. Величину
П† = wд/w
назівають швідкіснім коефіцієнтом сопла, а відношення дійсного масового розходу газу Мд до теоретичного М - коефіцієнтом розходу Ој
Ој = Мд/М (1.10)
Дійсний масовий розхід за 1 с. візначають, вікорістовуючі ШВИДКІСТЬ вітікання и Пітом об'єм V д газу в усті сопла:
Мд = fy
або безпосереднім вімірюванням.
Лабораторна установка
Схема лабораторної установки показана на рис. 1.3. br/>В
Рис.1.3 1 - пневм про циліндр, 2 - впускний клапа...
