Сопло Лаваля

Сопло – канал в котором происходит расширение газа с уменьшением давления и увеличением скорости движения.

Сопло Лаваля – комбинированное сопло с суживающейся и расширяющейся частями применяемое для получения скоростей газа больше скорости звука.

Исходными для определения форм насадок (сопл) служит уравнение сплошности струи

m_c = A₁W_{1 1} = A₂W₂ = AW = const

где : А – плотность сечения, W - скорость истечения, - плотность газа.

Oтношение называется числом Маха

где:

а - скорость звука

Потребная форма насадки (сопла) определяется из выражения

(26)

при М 1 - требуется посадки суженной формы

М 1 - расширенной формы

М = 1 - переходе от до звуковой скорости к сверхзвуковой т.е. требуется сечение т.е. сопло Лаваля.

Сопло Лаваля имеет :

- подкритическую область: 1

- надкритическую область:

Сечение Сопла где достигается критическая скорость и давление называется критическим сечением .

- критическое давление истечения (27)

- критическая скорость истечения (28)

- критический расход (29)

где : к – показатель адиабаты

Дросселирование (мятие) газов и паров

Процесс понижения давления в потоке без совершения внешней работы и без подвода и отвода теплоты при прохождении через местное гидравлическое сопротивление – называется дросселированием.

Дросселирование наблюдается на практике при переходе потока через резкое уменьшение сечения (клапан, вентиль, диафрагма и т.д.)

Процесс дросселирования считается адиабатным, в связи с тем, что уменьшение сечения происходит на очень коротком расстоянии и практическии без теплообмена.

Изменение параметров газа и пара при дросселировании.

Так как дросселирование процесс адиабатный то энтальпия и температура идеального газа при дросселировании не меняется.

i₂ = i_1, T₂ = T_{1 .}

Эффект Джоля-Томсона

Реальные газы при дросселировании несколько меняют свою температуру.

Изменение температуры газа в результате адиабатного дросселирования называется

• эффектом Джоля-Томсона. Для процесса дросселирования можно записать

/ C_p

тогда т.к. при дросселировании всегда 0 то знак Т зависит от разности

(30)

если: Т то Т 0 т.е температура уменьшается;

Т то Т 0 т.е температура увеличивается;

Т то Т = 0 т.е температура не меняется.

Температура инверсии

Температура инверсии – температура соответствующая состоянию газа при котором температура газа при дросселировании не меняется.

Литература: Основная /3/ стр 180-194

Дополнительная

Контрольные вопросы:

1. Какие насадки называются диффузорами, конфузорами?

2. Написать уравнение неразрывности для потока.

3. Какое состояние называется стационарным ?

4.Какая величина называется располагаемой работой?

5.Основные условия течения газа по каналам переменного сечения.

6. Дать описание комбинированного сопла Лаваля.

7. Формулы критической скорости, давления и расхода.

8. Какой процесс называется дросселированием и где на практике он встречается?

9. Почему процесс дросселирования считается адиабатным?

10. Эффект Джоуля-Томсона и его уравнение.

Литература. Основная /3/ 180-208 стр.