Течения в соплах и диффузорах

Сопло – канал, служащий для увеличения скорости потока , а следовательно и кинетической энергии. В нем уменьшаются энтальпия , давление , температура , плотность газа , увеличивается удельный объем .

Диффузор – канал, приспособленный для торможения потока , в нем энтальпия, давление, плотность увеличиваются, а удельный объем уменьшается (, , , , )

Анализ формы каналов

Анализ формы сопла и диффузора можно провести, используя уравнение неразрывности

в адиабатной форме

,

,

подставляя (2) и (3) в уравнение неразрывности

,

где  – местная скорость звука, скорость распространения малых возмущений. Она зависит от параметров рабочего тела: , ,  и его физической природы:  и .

Из этого выражения следует, что форма канала зависит от соотношения между скоростью потока и местной скоростью звука.

Сопло (признаком сопла является то, что в сопле давление падает )

а)  (дозвуковой поток)

из  Þ  (суживающийся канал)

б)  (сверхзвуковой поток)

из  Þ  (расширяющийся канал)

Диффузор (характеристика диффузора )

а)  (дозвуковой поток) Þ  (расширяющийся канал)

б)  (сверхзвуковой поток) Þ  (суживающийся канал)

Таким образом, для того, чтобы разогнать поток от дозвуковой до сверхзвуковой скорости необходимо иметь канал комбинированный – суживающийся, а затем расширяющийся, такой канал называют соплом Лаваля.

Торможение от сверхзвуковых скоростей до дозвуковых может быть осуществлено только в комбинированных каналах.

Таким образом, канал одной и той же формы может быть как соплом так и диффузором.