11 Истечение идеального газа через комбинированное сопло Лаваля.
Комбинированное сопло Лаваля предназначено для использования больших перепадов давления и для получения скоростей истечения, превышающих критическую или скорость звука.
Сопло Лаваля состоит короткого суживающегося участка и расширяющейся конической насадки.
Угол конусности расширяющейся части должен быть равным φ = 8 .. 12 ˚. При φ > 12˚ наблюдается отрыв струи от стенок канала.
При истечении газа через комбинированное сопло в среду, где давление меньше критического в узком сечении сопла устанавливается критическое давление рк и критическая скорость wк.
В расширяющейся насадке сопла происходит дальнейшее увеличение скорости газа и падение давления до давления внешней среды.
При заданном f скорость истечения и секундный расход идеального газа определяются по формулам [14] и [16] .
При заданном расходе
, а площадь выходного
сечения равна:
.
Длина суживающейся части обычно берется равной диаметру выходного сечения сопла.
Длина расширяющейся чести определяется по формуле
,
где φ – угол конусности сопла;
D – диаметр выходного отверстия;
d – диаметр сопла в минимальном сечении.
12 Истечение газа с учетом трения
Приведенные выше скорости справедливы только для обратимого процесса истечения, т.к. не учитывают силы трения рабочего тела о стенки канала и внутреннее трение между струйками из-за разницы скоростей по сечению канала.
Отношение действительной скорости газа wД к теоретической w называют коэффициентом скорости, или скоростным коэффициентом
[26]