2020-08-05
675
Идеального газа из суживающегося сопла
Теоретическую скорость адиабатного истечения идеального газа находим из уравнения (10.16):
. (10.17)
Скорость истечения газа зависит от состояния газа при входе в сопло и от давления р2 на выходе.
Используя уравнение неразрывности, определим массовый секундный расход газа в килограммах в секунду при истечении:
. (10.18)
Массовый секундный расход идеального газа зависит от площади выходного сечения канала f, начального состояния газа и степени его расширения.
Графически располагаемая работа при истечении газа изображается пл. 
, на рис. 12.1, где линия 12 – кривая адиабатного расширения.
Анализ уравнения массового
Секундного расхода идеального газа
И критическое давление
Как видно из уравнения (10.18), массовый секундный расход газа зависит от отношения давлений 
.
При уменьшении отношения давлений β<1 массовый расход газа через суживающееся сопло увеличивается. При определённом отношении Р2/Р1=βкр, называемом критическим, расход достигает максимума.
|
|
|
Величина 
зависит только от показателя адиабаты k, т. е, зависит от природы рабочего тела.
Для двухатомного газа 
и 
; для перегретого пара βk =0,546; для влажного насыщенного пара βk =0,577.
Давление в выходном сечении сопла при достижении максимального расхода, или так называемое критическое давление равно:
. (10.19)
Как показывают опытные данные, при уменьшении конечного давления среды после суживающегося сопла до Р2<Ркр, в выходном отверстии сопла будет сохраняться постоянным давление равное критическому. Величины массового расхода и скорости истечения будут оставаться также постоянными и максимальными по величине.
Поэтому на выходе из суживающегося сопла невозможно получить скорость истечения, привышающую критическую, т.е. больше скорости звука.
В этом недостаток суживающегося сопла.
Истечение идеального газа
