Скорость течения газа в трубах

Этот результат означает, что в трубе постоянного сечения с сопротивлением и при отсутствии отвода теплоты непрерывный переход через скорость звука (т. е. от дозвуковой скорости течения к сверхзвуковой) невозможен. В самом деле, допустим, что скорость течения газа в трубе достигла значения щ, большего местной скорости звука с. Так как точка = с является точкой максимума функции з (щ), то з т. е. при переходе через точку [c.326]

Этот результат показывает, что в трубе постоянного сечения с сопротивлением и при отсутствии отвода тепла непрерывный переход через скорость звука (т. е. от дозвуковой скорости течения к сверхзвуковой) невозможен. В самом деле, допустим, что скорость течения газа в трубе достигла значения W, большего местной скорости звука с. Так как точка w = является точкой максимума функции s(z >), то s энтропия газа по самой природе реальных процессов может только возрастать, но не убывать. Это и означает, что переход через скорость звука в трубе постоянного сечения неосуществим, т. е. при w = имеет место кризис течения, а сама скорость w есть критическая скорость течения Шкр. Как показывает опыт, течение газа по достижении критического значения скорости Шкр (равного местной скорости звука с) превращается из стационарного в нестационарное, или пульсирующее, т. е. в потоке газа при переходе через критическое значение скорости развиваются интенсивные колебания, приводящие к значительным потерям энергии движения и в конечном счете к возрастанию энтропии газа. [c.290]

При проведении исследований газокомпрессорных станций, в газопроводах, в местах их сопряжения со слепым отростком-резонатором, систематически обнаруживались пульсации давления резонансного характера, представляющие реальную опасность для целостности конструкции [10.1]. Скорости течения газа в трубах диаметром 1 м достигали 11-17 м/с, частоты узкополосных пульсаций давления в одних случаях составляли 8 - 10 Гц, в других - 175- 180 Гц соответственно размерам конструкции резонаторов. Источник возбуждения указанных интенсивных колебаний находился [c.234]

Используя уравнение Гюгонио, проанализируем характер возможных течений газа в трубе переменного сечения. Из уравнения (61) следует, что при М <2 1, что соответствует дозвуковым течениям, знаки у дз и течения скорость должна убывать, и наоборот. Для сверхзвуковых течений М > 1 знаки у Рз и Ри одинаковы, т. е. сверхзвуковой поток распространяется противоположно дозвуковому. Чтобы увеличить его скорость, трубу следует расширить. При М = 1 Рз =0, т. е. з достигает минимума или максимума. Можно показать, используя (61), что М = 1 может быть только в самом узком сечении трубы, где з = з,п1ц. [c.570]

Постепенное возрастание скорости поршня можно представить как ряд последовательных скачков скорости, каждый из которых вызывает новую волну сжатия. Оказывается, что скорость распространения каждой такой последующей волны сжатия больше скорости распространения предыдущей волны. Объясняется это следующим. Тем, что, во-первых, распространение последующей волны сжатия будет происходить в газе, частицам которого поршень уже сообщил некоторую скорость V. Так как скорость течения газа в возмущенной области направлена в ту же сторону, что и скорость распространения последующей волны, то относительно стенок трубы эта последующая волна распространяется со скоростью ц + с во-вторых, распространение первоначальной волны сжатия происходит в условиях, близких к адиабатическим, и поэтому сопровождается нагреванием газа. С повышением же температуры газа скорость звука в нем увеличивается (ем. 61). Следовательно, в возмущенной области 2 (рис. 191) с>Со. Оба эти обстоятельства и приводят к тому, что более поздние волны догоняют более ранние. В результате их слияния профиль распространяющейся в газе первоначальной волны сжатия со временем становится все круче и круче и в конце концов принимает вид, показанный на рис. 191, б. [c.239]

Выше было показано, что при малых скоростях течения газа по трубе с подводом тепла в случае постоянного перепада давлений усиление подогрева ведет к снижению расхода газа. [c.201]

Рассмотрим некоторые из следующих отсюда свойств течения при дозвуковой скорости потока на входе в трубу. В первую очередь сравним одномерное дозвуковое течение газа в трубе при [c.261]

Если применить к рассматриваемому теплоизолированному течению газа в трубе с трением понятие политропического процесса, то из изложенного выше вытекает, что показатель политропы является переменной величиной, меняющейся от сечения к сечению, причем с приближением скорости течения к критической (т. е. к местной скорости звука) значение показателя политропы п стремится к показателю адиабаты k. [c.327]

Если длина трубы, через которую происходит истечение газа, меньше предельной длины, то давление газа в выходном сечении трубы равно давлению среды, в которую происходит истечение газа, и всякое изменение внешнего давления приводит к перераспределению давлений и скоростей течения внутри трубы. В трубе предельной длины давление газа в выходном сечении может быть больше давления окружающей среды. Уменьшение внешнего давления в этом случае никак не сказывается на процессе течения газа в трубе и не вызывает увеличения скорости газа на выходе из трубы. [c.666]

Общее дифференциальное уравнение распределения скоростей вдоль оси трубы переменного сечения получается с помощью трех уравнений одномерного потока неразрывности, количества движения и энергии. Для адиабатического течения газа в трубе имеем [c.74]

Подобным образом могут быть рассмотрены и задачи о турбулентных течениях газов в трубах с большими скоростями. [c.235]

В данной главе рассматривается задача о течении газа в трубе, поперечное сечение которой F x) меняется медленно вдоль оси трубы X. В этом случае можно построить приближенное решение указанной задачи, используя тот факт, что составляющая скорости Vx изменяется мало по сечению трубы и поперечные [c.125]

Если длина трубы, через которую происходит истечение газа, меньше предельной длины, то давление газа -в выходном сечении трубы всегда равно давлению среды, в которую происходит истечение газа, и всякое изменение внешнего давления приводит к перераспределению давлений и скоростей течения внутри трубы. В трубе предельной длины давление газа в выходном сечении может быть больше давления окружающей среды. Уменьшение внешнего давления в этом случае никак не сказывается на процессе течения газа в трубе и не вызывает увеличения скорости газа на выходе из трубы. В этом отношении между течением газа по трубе постоянного сечения с сопротивлением и рассмотренным ранее истечением газа через суживающиеся сопла имеется полная аналогия. [c.218]

Если скорость втекания газа в трубу у границы х = Хо сверхзвуковая, то граница является пространственно-подобной и все три характеристики направлены внутрь области течения (Со <0, < О, с < 0) на границе должны быть заданы значения всех трех параметров газа или эквивалентные этому три связи между параметрами. (К примеру, если граница х = х представляет собой выходное сечение сопла Лаваля, через которое газ из большого резервуара втекает в трубу, и движение в сопле можно принять за установившееся, то должны быть заданы скорость, давление и энтропия газа в выходном сечении сопла.) [c.172]

Расчёт потерь полного давления в решётке и распределения статического давления и скорости по поверхности профиля и в просветах между профилями следовало бы производить с использованием теории пограничного слоя, подобно тому как это делается при расчёте течения газа в трубе или [c.423]

Величины сопротивления практически не зависят от направления газового потока. Переход от ламинарного движения к турбулентному происходит при значительно меньшем Re, чем в случае течения газов в трубах и каналах. Этот переход совершается плавно (без скачков), между ламинарной и турбулентной областями лежит промежуточная (переходная) область с границами 10< Re,,< lG0. В сыпучем слое имеет место непостоянство скорости газового потока по сечению засыпки. Данное явление вызывается характером укладки материала (у стенок она иная, чем в середине), т. е. изменением вдоль сечения слоя доли свободного объема засыпки. Опытами установлено, что скорость потока у стенок на 30 70% выше скорости в центральной зоне слоя. [c.338]

Течение газа в трубах и каналах, в частности через вентилируемые аппараты с источниками тепла, характеризуется неравномерными распределениями в пространстве, занятом потоком скоростей частиц газа, их температуры, давления и плотности. Указанные параметры течения изменяются как в направлении потока, так и в плоскости любого поперечного сечения канала. [c.63]

В первые послевоенные годы начались исследования, направленные на получение эмпирических формул, пригодных для использования при расчетах теплопередачи в ЖРД. Наряду с исследованиями теплообмена при околозвуковых скоростях течения газа в прямой цилиндрической нагреваемой трубе [29, 190] начали проводиться и эксперименты по исследованию теплообмена в ракетных соплах (см., например, [258] ). [c.86]

При скоростях течения порядка или превышающих скорость звука (о которых только и идет здесь речь) течение газа по трубе является, конечно, турбулентным (если только радиус трубы не слишком мал). Турбулентность движения будет существенна здесь для нас только в одном отношении. Именно, мы видели в 43, что при турбулентном течении скорость (средняя) практически постоянна почти по всему сечению трубы и быстро падает до нуля лишь на очень близких расстояниях от стенок. На этом основании мы будем считать скорость течения у просто постоянной по всему сечению трубы, определив ее так, чтобы произведение Spy (5 — площадь сечения) было равно полному расходу газа через сечение трубы. [c.507]

Используя соотношения, выведенные в предыдущем параграфе, дополнительно выясним некоторые закономерности одномерного течения газа в цилиндрической трубе с трением. В 1 и 2 было установлено, что трение приводит к увеличению скорости 17 [c.259]

Полученные в 2 результаты справедливы, однако, только в том случае, когда приведенная скорость на входе в трубу поддерживается постоянной, что требует создания вполне определенного перепада давлений в потоке для каждого режима и каждого значения приведенной длины трубы. В действительности чаще всего бывает наоборот заданной величиной является перепад давлении между входным и выходным сечениями трубы, а величины скорости, расхода и других параметров течения определяются действующим перепадом давлений и сопротивлением на рассматриваемом участке трубы. Для потока во входном сечении трубы наиболее характерной величиной, которая обычно известна или может быть легко определена, является полное давление Рх, для характеристики потока на выходе из трубы важно знать статическое давление во внешней среде или резервуаре, куда вытекает газ из трубы р . Если скорость потока в выходном сечении меньше скорости звука, то статическое давление потока, как известно, равно внешнему давлению, то есть Р2 = Ри. Если А,2 = 1, то в выходном сечении трубы р2 Ри- Наконец, при > 1 возможны также режимы, когда рг < Рв- [c.260]

Уравнение (129), связывающее между собой значения приведенных скоростей во входном и выходном сечениях трубы при заданном значении II и Xi < 1, справедливо вне зависимости от характера течения и длпны трубы, С другой стороны, изменение параметров газа в трубе определяется коэффициентом трения и длиной трубы. Ранее в 2 была получена формула, описывающая изменение параметров потока вследствие трения [c.261]

Выводы о характере течений газа в трубах переменного сечения нашли применение в конструкциях сопел современных реактивных двигалелей и аэродинамических труб больших скоростей. Для получения больших сверхзвуковых скоростей выходящего из сопла газа следует сначала сопло сужать, чгобы получить звуковую скорость газа в узком сечении сопла, а затем сопло надо расширять для дальнейшего увеличения скорости выходящего из него газа (рис. 180). Наибольшая скоросгь, которая можег бьггь получена па выходе из сопла, зависит от плон],ади выходного сечения и должна обеспечиваться необходимым для каждой скоросги давлением на входе в сопло. [c.592]

Одномерное установившееся течение газа в трубе переменного сечения явля ется некоторым приближением к действительности, так как в основу его положено предположение, что параметры потока газа, такие, как скорость потока, давление и плотность, одинаковы во всех точках каждого из поперечных сечений, перпендикулярного оси трубы. Это предположение довольно хорошо соответствует действительности для элементарной трубки тока, но его применяют и для труб конечных размеров, используя средние величины по сечениям трубы. [c.568]

Выводы о характере течений газа в трубах переменного сечения нашли применение в конструкв,иях сопл современных реактивных двигателей. Для получения больших сверхзвуковых скоростей выходящего из сопла газа сопло сначала сужают, чтобы получить звуковую скорость газа в узком сечении сопла, а затем расширяют для дальнейшего увеличения скорости выходящего из него газа (рис. 179). [c.570]

Наружный диаметр труб моделируемого газохода О = 40 мм, скорость течения газов в узком сечении газохода = 30 м1сек, кинематическая вязкость газов 82,0-10 м 1свк. [c.53]

Для начала можно пояснить это утверждение, проведя аналогию с течением газа в трубе. При столкновениях молекул между собой выполняются законы сохранения энергии и импульса, и поэтому эти столкновения аналогичны N-пpoцe aм между фононами. Когда газ при нормальном давлении течет по трубе, его молекулы постоянно сталкиваются друг с другом и устанавливается хорошо известное распределение скоростей, соответствующее определенной скорости дрейфа. В реальной ситуации это распределение меняется вдоль поперечного сечения трубы, так как скорость дрейфа меняется в зависимости от расстояния от оси трубы. Если стенки трубы находятся бесконечно далеко, или когда они совершенно гладкие, так что при столкновениях молекулы испытывают зеркальное отражение, или если газ содержится в ящике, проходящем по трубе без трения, то, хотя молекулы по-прежнему соударяются между собой, сопротивление течению газа в трубе отсутствует. При этих условиях молекулы имеют определенное распределение скоростей, которое отличается от равновесного распределения Максвелла — Больцмана, соответствующего нулевому потоку, но которое не меняется вследствие молекулярных столкновений. [c.53]

В качестве примера рассмотрим течение газа в трубе, на концах которой номеш,ены два поршня. При возвратно-поступательном движении одного или обоих поршней в трубе возникает волновое движение газа. Зная положение внешней мертвой точки движения поршня, мы сможем как раз в нее поместить сечение АВ (рис. 2), тогда мы будем знать и момент времени, в который скорость газа в этом сечении трубы равна нулю. Использовав нужное число сечений трубы для замера давления, мы сможем охватить областью зависимости всю трубу. [c.347]

Четыре уравнения (Ю-Г), (10-3), (10-8) и (10-0) содержат, таким образом, четыре неиэвестных р, v, t п да, т. е. задача о течении газов вполне разрешима. Из этих уравнений могут быть найдены зависимости p p z), t=t[z), v — v z) и w = w z), определяющие значения давления, температуры, удельного объема и скорости течения газа в каждой точке трубы. [c.196]

Постановка задачи. Рассмотрим случай, когда на участке транспортного трубопровода О < х с L находится только один состав контейнеров, траектория которого представляется известной функцией времени х = I t) так, что его скорость v = dlldt всюду существенно меньше звуковой. Принимаем, что режим течения газа в трубе близок к изотермическому. [c.129]

Рассмотрим изэнтропическое течение газа в трубе переменного сечения. Установим связь между основными параметрами, характеризующими дви>кущийся газ скоростью, давлением, плотностью, температурой и скоростью распространения в газе звуковых волн. [c.324]

К сожалению, пока отсутствуют надежные и систематические измерения теплоотдачи и сопротивления при ламинарном течении газа в трубах. Некоторые экспериментальные данные для случая нагревания газа, приведенные в [Л, 8], показывают, что число NUoo в пределах точности опытов ( 10%) не зависит от температурного фактора. Это заключение не противоречит результатам теоретического расчета. Как видно из рис. 9-6, нрн изменении TdT от 1 до 1,8 число Nu изменяется не более чем на 10%. Естественно, что такое изменение числа Nu не могло быть обнаружено вследствие недостаточной точности измерений. Те же опытные данные показывают, что коэффициент сопротивления растет с увеличением TdT гораздо сильнее, чем это предсказывает теория. Так, при TdT=l,8 по экспериментальным данным i Re/64 = 2,2, а теория дает значение Re/64= 1,35. По-видимому, что различие связано с приближенным характером теории, не учитывающей наличия поперечных состаеляющих скорости. Действительно, расчет но уравнению (7-82а), полученному на основе теории, учитывающей поперечные составляющие скорости, дает значение Re/64=l,85, что значительно [c.188]

Через каждое поперечное сечение трубы в случае одномерного течения проходит за 1 с масса газа т = sop, где s — площадь поперечного сечения трубы, о — скорость течения газа и р — плотность. При установившемся движении через все поперечные сечения должна пройти одна и та же масса газа за 1 о, т. е. т — sop = onst. [c.569]

Для того чтобы осуществить сверхзвуковое течение газа по трубе, необходимо впускать газ в трубу уже со сверхзвукоЕоя скоростью. В связи с общими свойствами сверхзвукового дзиже-ния (невозможностью распространения возмущений Bisepx по течению) дальнейшее течение газа будет происходить совершенно независимо от условий на выходе из трубы. В частности, будет происходит , совершенно определенным образом возрастание энтропии вдоль длины трубы, и максимальное ее зна оние будет достигнуто на определенном расстоянии х = Ik от входа. Если [c.509]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...