Термодинамическая модель процесса

Вопрос 1.

Под каналами переменного сечения понимаются конфузоры (сопла) и диффузоры.

Конфузор (сопло) – это канал переменного сечения с уменьшающейся по ходу потока площадью поперечного сечения, в котором происходит разгон потока.

Диффузор - это канал переменного сечения с увеличивающейся по ходу потока площадью поперечного сечения, в котором происходит торможение потока.

Применим систему уравнений стационарного поточного процесса к неподвижному соплу или диффузору.

Примем следующие допущения:

1) Так как канал неподвижный, то δl_тех=0 и l_тех=0.

2) Обычно длина сопл и диффузоров невелика, а скорости течения высокие, поэтому теплообменом между стенками канала и окружающей средой можно пренебречь и считать процессы течения в таких каналах адиабатными, то есть δq_внеш=0 и q_внеш=0.

3) Рассмотрим сначала течение без потерь на трение, то есть δq_тр = δl_тр =0 и q_тр = l_тр =0.

4) Так как сопла и диффузоры обычно имеют небольшие длины, то можно пренебречь разностью потенциальной энергии положения потока во входном и выходном патрубках по сравнению с разностью кинетической энергии и энтальпии, то есть gdН≈0 и g(Н₂ - Н₁)≈0.

5) Будем считать газ идеальным, то есть z=1.

С учетом принятых допущений система уравнений примет следующий вид

В интегральном виде:

Из уравнений (2) и (3) видно, что видно, что ускорение адиабатного потока (с₂>с₁) происходит за счет уменьшения энтальпии и давления, а торможение потока (с₂<с₁) вызывает увеличение энтальпии и давления. Уравнение (2) называют также уравнением движения, уравнение сохранения энергии или уравнением Бернулли для неподвижного канала.