Задача №29
Воздух из неограниченной емкости через сопло Лаваля вытекает в окружающую среду со скоростью 850 м/с, имея при этом температуру потока 213 К. Определить параметры воздуха в емкости (р*, Т*, ρ*) при давлении во внешней среде 1 бар, истечение адиабатическое, расчетное.
Решение:
Находим число Маха
.
Отсюда
,
.
Полная температура
.
Полная температура
.
Критическая плотность:
.
Ответ:
,
,
.
Задача №30
При истечении воздуха из котла в окружающую среду через сужающийся насадок оказалось, что давление на срезе сопла выше внешнего давления в 3,5 раза, а температура потока 248 К. Определить параметры газа в котле (р*, Т*, ρ*) и скорость истечения, считая давление окружающей среды стандартным (рн = 101325 Па), течение без потерь.
Решение:
При
и
.
Полное давление
.
Полная температура
.
Критич-я плотность
.
Определяем скорость истечения газа из
котла
,
следовательно
.
Ответ:
,
,
,
.
Задача №31
Газодинамическая труба имеет в рабочей части поток с числом М = 8 для предотвращения конденсации кислорода, содержащегося в воздухе, температура потока не должна быть ниже 90 К, а давление из условия работы диффузора и вакуум-насосов 0,01 бар. Определить давление и температуру воздуха перед входом в газодинамическую трубу без учета потерь. Показатель адиабаты k = 1,4, газовая постоянная R = 287 Дж/кг К.
Решение:
Рассчитываем
приведенную скорость
.
Газодинамические функции температуры
и давления
.
Полное давление
,
полная температура
.
Ответ:
,
.
Задача №32
Гиперзвуковая газодинамическая труба, работающая на расширении гелия, имеет в рабочей части число М = 13. Труба плоская, с постоянной по длине шириной b = 150 мм, высота рабочей части трубы h = 200 мм. Определить высоту критического сечения трубы и секундный расход, если давление в баллонах с гелием 200 бар, а температура 300 К. Потери не учитывать.
Решение:
Число Маха по
условию задано, значит можно найти
приведенную скорость
.
Газодинамическая функция расхода
.
Получаем расход
.
Высота критического сечения
.
Ответ:
,
.
Задача №33
Газодинамическая сверхзвуковая труба, работающая на расширении сжатого и подогретого воздуха, имеет в рабочей части число М = 11. Труба плоская, с постоянной по длине шириной b = 150 мм; высота рабочей части h = 200 мм. Предполагая, что течение адиабатическое без конденсации, определить высоту критического сечения и секундный расход при давлении в подогревателе 490 бар и температуре 1800 К.
Решение:
При заданном числе
Маха:
.
Находим секундный расход:
.
Чтобы найти высоту критического сечения
рассчитываем:
;
;
.
Ответ:
,
.
Задача №34
Компрессорная станция, обслуживающая сверхзвуковую аэродинамическую трубу с открытой рабочей частью, нагнетает 6 кг/с воздуха с давлением 12 бар и температурой T* = 450 K. Определить основные размеры сопла (dкр и da), число M, скорость и температуру на выходе из сопла, считая расширение адиабатическим до давления B0 = 760 мм рт. ст.
Решение:
Газодинамическая
функция давления
.
Отсюда
.
Температура на выходе из сопла
.
Скорость
и рассчитываем основные размеры сечений
сопла
,
,
.
Ответ:
,
,
,
,
.