2.2.2 Надзвукова частина сопла

Довжина надзвукової частини

Розбиваємо довжину надзвукової частини сопла перетинами, нормальними до осі сопла, на 10 чи більше частин. Частини можуть бути однаковими, але краще згустити їх до критичного перетину сопла. Перетин 1 є критичним перетином сопла.

За відомою відстанню j-го перетину від критичного перетину і куту конусності (розкриття) надзвукової частини сопла визначаються діаметри в заданих перетинах.

15

Наприклад для j-го перетину

де l_j – відстань j-го перетину від критичного перетину сопла.

За відомим діаметром у j-му перетині сопла і діаметра в критичному перетині із рівняння нерозривності

знаходимо наведену витрату в j-му перетині

Користуючись таблицями газодинамічних функцій чи розв’язуючи рівняння

відносно _j, визначимо безрозмірну (наведену) швидкість потоку в j-м перетині сопла.

Інші газодинамічні функції в j-му перетині сопла визначаються за формулами:

16

Швидкість потоку в j-му перетині сопла

Тиск газу в j-му перетині сопла

Температура газу в j-му перетині сопла

Густина газу в j-му перетині сопла

Швидкість звука в j-му перетині сопла

Число Маха в j-му перетині сопла

Результати розрахунку вносимо в табл. 3.

Таблиця 3 – Параметри потоку газу в надзвуковій частині сопла

№ пор.

l, мм

d, мм

q

λ

τ

π

ε

М

c, м/с

a, м/с

p, МПа

T, К

ρ, кг/м3

Потім будуються графіки змін розрахункових параметрів вздовж сопла Лаваля. Приклади побудови розрахункових таблиць і графіків наведені в додатку А.

17

Додаток а

Приклад

Визначити параметри потоку ,і m.

Побудувати залежності зміни газодинамічних функцій М і швидкості звуку (а), швидкості потоку (с), тиску (Р), температури (Т), щільності ( ) по довжині сопла.

Параметри потоку газу у вхідному перерізі сопла ( швидкість потоку газу м/с, температури , тиску

) дані в таблиці. Геометричні параметри сопла : діаметр вхідного перерізу сопла кут конусності дозвукової частини сопла, кут розширення надзвукової частини сопла див. А1. Процес розширення газу прийняти ізоентропним. Робоче тіло - повітря. Витікання відбувається в атмосферу (прийняти ).

18

Рис. А1. Сопло Лаваля

19

1. Параметри потоку газу у вхідному перерізі сопла

1. Температура загальмованого потоку :

2. Критична швидкість потоку в соплі:

2. Безрозмірна швидкість на вході в сопло:

2. Швидкість звуку на вході в сопло:

2. Число Маху на вході в сопло:

1.6 Безрозмірна температура на вході в сопло:

7. Безрозмірний тиск на вході в сопло:

20

7. Тиск загальмованого потоку :

7. Безрозмірна густина:

1.10 Густина:

11. Витрата газу через сопло Лаваля :

11. Густина загальмованого потоку :