Порядок выполнения расчёта

1.В соответствии с номером варианта выписать из таблицы вариантов заданий, приведённых в приложении П.1., параметры для выполнения задания.

2.Найти перепад давления в сопле β_вых = p_с / p₀^*.

Сравнивая перепад давления на выходе из сопла β_вых с критическим перепадом давления β_кр определить режим истечения:

а) Если β_вых > β_кр - истечение будет дозвуковым;

б) Если β_вых= β_кр - истечение будет звуковым;

в) Если β_вых<β_кр - истечение будет сверхзвуковым

3.Для расчёта параметров газа в промежуточных сечениях сопла задаются текущие значения β_i в диапазоне 1 ≥ β_i ≥ β_вых. Рекомендуются следующие значения β_i: β_вх = 0,999; β₁ = 0,99; β₂ = 0,95; β₃ = 0,9; β₄ = 0,8; β₅= 0,528; β₆ = 0,4;β₇ = 0.3; β₈ = 0,2; β₉= 0,1; β₁₀ = 0,05; β₅ = βкр.

β_вых определить по формуле β_вых = p_с / p₀^* согласно варианта задания.

4.Определение параметров газа по длине сопла:

а) давление р_i = β_i·p₀^* (3) б) температура T_i = T₀^*· (4) в) удельный объём находится с помощью уравнения состояния идеального газа (уравнение Клапейрона): _i = (5) г) плотность (величина, обратная удельному объёму): ρ_i = (6) 5.Скорость потока:c_i (7)

6.Местная скорость звука: a_i =(8)

7.Число Маха – отношение местной скорости потока к скорости звука в нём: M_i = ; отсюда если

M < 1 - поток в этом сечении будет дозвуковым;

M_i = 1 - поток в этом сечении будет звуковым;

M_i > 1 - поток в этом сечении будет сверхзвуковым.

8.Геометрические размеры сопла:

а)площадь i – го поперечного сечения сопла: F_i =(9) б) диаметрi ­- го сечения сопла: (10) в) длина соответствующей части сопла (отсчитывается от критического сечения):

1) длина дозвуковой части сопла

l₁= (11)

2) длина сверхзвуковой части сопла

l₂=

(12)

3) общая длина сопла:

(13)

l=l₁+l₂

4) для обеспечения минимальных газодинамических потерь, на теплообмен и трения, контур сопла специально профилируется. Каждая часть сопла обычно профилируется по радиусно-конической конфигурации с основными геометрическими характеристиками сопла.

Радиусы закругления определяются по формулам:

r_вх = 0,4 d_вх;

r_кр =0,5 d_кр;

r_вых = 0,5 d_вых .

9.Построить в масштабе сопло и под ним кривые изменения давления, температуры, плотности, скорости потока, местной скорости звука по длине сопла.

Выполнение расчета Расчёты для входного сечения

1. β_вх = 0,999.

2.Определение параметров газа во входном сечении:

а) давление: р_вх= β_вх·p₀^* = 0,999·9,5·10⁵ = 949050 Па (0,94905 МПа) б) температура: T_вх =T₀^*·= 1200·0,999^0,286 = 1199,657 К

в) удельный объём находится с помощью уравнения состояния идеального газа (уравнение Клапейрона): _вх = = 0,363 м³/кг

г) плотность (величина, обратная удельному объёму):

ρ_вх = = 2,75 кг/м³

3.Скорость потока:

С_вх = == 26,25 м/с

4.Местная скорость звука:

а_вх ==694,28 м/с

5.Число Маха – отношение местной скорости потока к скорости звука в нём:

M_вх =0,037 , т.к M_вх < 1 - поток в этом сечении (во входном) будет дозвуковым.

6.Геометрические размеры сопла:

а) площадь вх – го поперечного сечения сопла:

F_вх === 0,12 м²

б) диаметр вх ­- го сечения сопла:

= = 0,397 м (397 мм)

в) длина соответствующей части сопла (длина дозвуковой части сопла).

l₁₌ = = 841,446 мм