10) Истечение газов и паров.

Характер течения газа или пара зависит от формы неподвижных каналов и скорости потока. Особая роль принадлежит местной скорости звука, поэтому различают дозвуковой и сверхзвуковой режимы течения. Скорость звука определяется свойствами и параметрами газа.

Неподвижные каналы могут быть постоянного и переменного сечения.

В суживающихся каналах (конфузоры, сопла) скорость потока возрастает, а давление падает, в расширяющихся — скорость может уменьшаться, а давление расти (диффузоры). Скорость может и увеличиваться при падении давления, если на входе обеспечивается скорость потока, равная местной скорости звука (расширяющиеся сопла).

Рассмотрим адиабатное течение потока в неподвижном канале. Техническая работа в этом случае не производится.

В суживающихся каналах w₁≤a; для получения сверхзвуковых скоростей применяют комбинированные сопла (Лаваля), состоящие из суживающейся части, в которой скорость потока доводится до местной скорости звука, и расширяющейся части, где скорость потока становится сверхзвуковой.

При w₁<<a такой комбинированный канал называется эжектором.

Действительная скорость истечения всегда меньше теоретической из-за потери части кинетической энергии на преодоление сопротивления трения.

При набегании потока на какое-либо тело отдельные его струйки испытывают полное торможение. При этом кинетическая энергия потока уменьшается до нуля, за счет чего он нагревается до температуры полного торможения

11) Дросселирование газов и паров.

Дросселированием называется явление, при котором пар или газ переходит с высого давления на низкое без совершения внешней работы и без подвода или отвода теплоты. Такое явление происходит в трубопроводе, где имеется место сужения проходного канала При таком сужении, вследствие сопротивлений, давление за местом сужения - Р₂, всегда меньше давления перед ним – Р₁.

При прохождении газа через отверстие, кинетическая энергия газа и его скорость в узком сечении возрастают, что сопровождается падением температуры и давления. Газ, протекая через отверстие, приходит в вихревое движение. Часть его кинетической энергии затрачивается на образование этих вихрей и превращается в теплоту. Кроме того, в теплоту превращается и работа, затраченная на преодоление сопротивлений (трение). Вся эта теплота воспринимается газом, в результате чего температура его изменяется (уменьшается или увеличивается). Дросселирование является необратимым процессом, при которм происходит увеличение энтропии и уменьшение работоспособности рабочего тела. Для идеальных газов энтальпия газа является однозначной функцией температуры. Отсюда следует, что при дросселировании идеального газа его температура не изменяется (Т₁ = Т₂). При дросселировании реальных газов энтальпия газа остается постоянной, энтропия и объем увеличиваются, давление падает, а температура изменяется (увеличивается, уменьшается или остется неизменной).