Расход критический сопла Лаваля

Коэффициенты истечения и расхода для сопл Лаваля определялись в зависимости от Яц(г/о), га и числа Re. Некоторые опытные данные приведены на рис. 8-20. Диапазон изменений Ва при этом составлял 0,02—0,90. Характер изменений коэффициента В при постоянных значениях На (или уо) для суживающихся и расширяющихся сопл не совпадает. В соплах Лаваля коэффициент истечения практически не зависит от отношения давлений при 8а <, так как в пределах 0<8а < бт скорость и давление в горловом сечении критические. [c.233]

При течении со скоростью звука ( )= 1 и уравнение (109) сводится к полученному в гл. IV выражению (8) для вычисления расхода газа через сопло Лаваля по параметрам газа в критическом сечении сопла. [c.238]

Ро летят с той же скоростью, с какой вверх по течению распространяется малая волна понижения давления. В связи с этим при е < давление на срезе сопла остается постоянным, равным критическому давлению чем и обусловливается постоянство массового расхода. Из изложенного следует, что с помощью сужающегося сопла нельзя достичь сверхзвуковой скорости истечения никаким изменением внешнего давления, но этого можно достичь применением сопла Лаваля. [c.424]

Заданы газовая постоянная — 300 Дж/(кг-К) и расход продуктов сгорания Мт = 18 кг/с, а также значения параметров в начальном сечении pi, и противодавления р2- При рассмотрении продуктов сгорания как двухатомного газа расчеты показывают, что скорость его истечения и критическая скорость достигают 2000 и 1000 м/с соответственно, а диаметр критического сечения должен быть равен ПО мм. Рассчитать сопло Лаваля при тех же исходных данных, но принимая, что fe = 1,2 вследствие высокой температуры газа и его диссоциации. Угол конусности считать равным 2у = 12°. [c.97]

Снижение давления на срезе до уровня ниже Ркр возможно только в сопле Лаваля, где поток последовательно разгоняется сначала в конфузоре, а затем в расширяющемся насадке, при этом критическая скорость потока, равная местной скорости звука, устанавливается в самом узком сечении сопла (/min). в этом случае скорость на выходе из сопла также определяется по уравнению (7.24), а массовый расход можно определить согласно уравнению неразрывности по параметрам критического сечения сопла [c.89]

Если при выбранном перепаде давлений (сверхзвуковая область) использовать сопло Лаваля (рис. 76, г), то скорость истечения определяется но формуле (576) с учетом всего располагаемого перепада энтальпий. Расход пара Ж ограничивается наименьшим сечением сопла Лаваля (/ ,1,,). Так как в этом сечении скорость потока критическая, [c.251]

При анализе работы сопл на нерасчетных режимах также используют уравнения (3.51) и (3.52) и графики, аналогичные рис. 3.3. По мере снижения давления за суживающимся соплом увеличиваются скорость, удельный объем и расход рабочего тела только до тех пор, пока параметры в выходном сечении не станут равными критическим. Дальнейшее уменьшение не приведет к изменению параметров потока в указанном сечении, а следовательно, и к изменению расхода, т. е. левая часть графиков на рис. 3.3 не будет соответствовать действительности. Начиная с критических значений, it, Vit, G в функции Pi будут представлять собой горизонтальные линии (на рисунке не нанесены). Объясняется это тем, что волна разрежения, возникшая в результате понижения давления за соплом и распространяющаяся относительно движущегося газа со скоростью звука, не может пройти вверх по потоку через выходное сечение сопла, в котором скорость газа равна скорости звука. Таким образом, в суживающихся каналах в плоскости выходного сечения, нормальной к оси сопла, невозможно достигнуть сверхзвуковых скоростей. В соплах Лаваля дальнейшее снижение давления за соплом также не приведет к возрастанию расхода, так как расход лимитируется размерами горла и параметрами в нем, которые остаются критическими по той же причине, что и в суживающемся сопле. Заметим далее, что расчетным режимом для сопла Лаваля называется такой, при котором давление в его выходном сечении равно давлению в среде, куда происходит истечение. Если давление на срезе сопла несколько больше давления среды, считается, что [c.95]

Ус и определив, что в рассматриваемом случае га<г,п и г/ о<Уо. можно рассчитать коэффициенты потерь и расхода ио формулам, приведенным выше для любых режимов течения в сопле с критическими параметрами в минимальном сечении или в расширяющейся части. Если еа>ет, то сопло Лаваля работает в режиме трубы Вентури, широко используемой для определения расходов одно- и двухфазных сред. Вместе с тем труба Вентури обладает как аддитивной функцией (способностью измерять общий расход двухфазной среды), так и селективной (способностью выделять расход одной из фаз), если имеются данные предварительной тарировки. [c.227]

Профилирование сопла Лаваля как на перегретом, так и на влажном паре включает следующие операции 1) определение минимального (критического) сечения, обеспечивающего при заданных начальных параметрах номинальный расход 2) построение суживающейся части сопла с возможно более равномерным потоком в минимальном сечении или, что эквивалентно, возможно менее отличающейся от плоскости звуковой поверхностью 3) построение расширяющейся части сопла, где осуществляется дальнейшее расширение пара до заданного числа М на выходе и обеспечивается равномерное поле скоростей. [c.220]

Рассмотрим сопло Лаваля (рис. 1.3) и определим расход газа через его критическое сечение поФ муле (1.6). [c.15]

Для получения сверхзвуковых скоростей истечения, как указано в п. 1.11.3, необходимо применение сопла Лаваля (см. рис. 1.55). Элементарный расчет такого сопла, основанный на одномерной теории, состоит в определении площадей минимального (критического) сечения S и выходного сечения 5] (рис. 1.55). Заданными считаются массовый расход Gfl. параметры торможения и скорость на выходе М]. Полагая Gq -G,, площадь S, определяем по формуле (1.124) [c.65]

Скорость истечения и расход распылителя вычисляют по формулам истечения в зависимости от располагаемого давления распылителя перед соплом и давления среды, в которую происходит истечение. В пневматических форсунках низкого давления перепад давления воздуха на распыливаю-щем сопле обычно не превышает 10 кПа и скорость распылителя на выходе из сопла и его расход определяют по (4.16) и (4.17). В пневматических и паровых форсунках высокого давления распылитель имеет давление выше критического, вследствие чего в суживающихся цилиндрических соплах и в узком сечении сопла Лаваля распылитель имеет критическую скорость, м/с. [c.306]

Формулу (4.22) можно использовать для расчета скорости истечения из суживающихся сопл при начальном давлении распылителя ниже критического. При этом расход распылителя определяется по (4.18). При давлении распылителя выше критического его расход определяется по (4.19), в которой в качестве/ принимается площадь выходного сечения суживающегося сопла или площадь узкого сечения сопла Лаваля. [c.307]

Очевидно, расход газа в любом поперечном сечении сопла Лаваля будет согласно уравнению (12.2) один и тот же в расширяющейся части сопла газ будет расширяться, давление уменьшаться, а удельный объем повышаться, вследствие чего, несмотря на увеличение площади сечения, скорость газа будет увеличиваться. Объясняется это тем, что при давлении, большем критического, скорость увеличивается с уменьшением давления в большей степени, чем удельный объем, следовательно, площадь сечения / уменьшается. [c.253]

Ясно также, что так как в критическом сечении скорость и плотность такие же, как и в устье суживающегося сопла, расход газа через сопла Лаваля будет определяться максимальным расходом в минимальном сечении. [c.205]

При сверхзвуковом истечении через сопло Лаваля расход газа равен критическому. Давление газа в выходном сечении может отличаться от р в ту или иную сторону. Покажем, что при отклонении площади выходного сечения сопла от расчетного значения тяга сопла падает. Действительно, если уменьшить площадь выхода (рис. 1.3.11), то для создания тяги не будет использоваться участок сопла, где р > р если же увеличить площадь выхода, то на участке сопла, где площадь больше газ будет продолжать ускоряться, так что давление в нем станет ниже р и тяга тоже уменьшится. [c.66]

При течении со скоростью звука д(>.) = 1, и уравнение (107) сводится к полученному в главе IV выражению для расхода газа в критическом сечении сопла Лаваля. [c.185]

Если давление среды продолжает расти, скорость в минимальном сечении оказывается меньшей, чем звуковая, а давление — большим, чем критическое. Все сопло Лаваля при этом работает в дозвуковом режиме-—расход через него уменьшается по мере роста давления среды. Этот режим показан на рис. 11-4 пунктирной линией. [c.130]

Следует помнить, что присоединение к критическому сечению расширяющейся части увеличивает скорость истечения газа, но не увеличивает расхода газа через сопло. Расход газа в любом сечении сопла Лаваля равен расходу в критическом сечении. Этот расход зависит [c.180]

В таком расширяющемся сопле, называемом по имени его изобретателя соплом Лаваля, в самом узком сечении устанавливаются критическая скорость и максимальный расход. Далее в расширяющейся части при постоянном расходе Стах увеличивается скорость до величины, определяемой уравнением (1-106). [c.61]

Критический расход соответствует установлению скорости звука в устье трубы. Это максимальная скорость, с которой газ может вытекать из насадка, если не применять специальных приспособлений. Как известно, с помощью сопла Лаваля можно получить сверхзвуковые скорости истечения, однако этот вопрос здесь не рассматривается. [c.33]

При расчете расхода пара по / -диаграмме расчет расхода ведется по формуле (51). При расчете сопла Лаваля, когда р <1 расчет расхода газа можно проводить для сечения горловины сопла, т. е. по формуле критического течения (52), [c.59]

На увеличение расхода сопло Лаваля никакого влияния не оказывает, и расход будет определяться по формуле (26-17) для, т. е. через критическую скорость и наименьшее поперечное сечение насадка. [c.448]

Приведены результаты экспериментального исследования расходных характеристик дросселей типа сопла Лаваля при критическом истечении из них воздуха. Эти результаты представлены в виде обобщенных зависимостей коэффициентов расхода и гидравлических потерь дросселей от их геометрических параметров и условий работы. [c.327]

Расход пара или газа через сопло Лаваля может быть определен по параметрам любого сечения сопла. Часто расход определяют по параметрам в критическом сечении из уравнения неразрывности [c.47]

Если (Ра/Рк) < (Ркр/Рк), то сопло, рассчитанное на понижение давления в потоке газа, массовый расход которого равен т, до давления окружающей среды, должно сначала сужаться, а затем, после критического сечения, где давление равно ркр, такое сопло должно иметь расширяющуюся часть. Такие сопла называются сверхзвуковыми соплами, или соплами Лаваля. [c.79]

Для вязких течений через каналы и сопла с искривленными стенками, локальные радиусы продольной кривизны которых сравнимы с локальными поперечными размерами канала, получены упрощенные уравнения Навье - Стокса, которые имеют эллиптический тип в дозвуковых областях течения и гиперболический тип - в сверхзвуковых. Для полученной системы уравнений разработан новый численный метод эволюционного типа по продольной координате с глобальными итерациями поля направлений линий тока и поля продольного градиента давления. Эффективность метода иллюстрируется на примере решения прямой задачи сопла Лаваля для течения воздуха при числах Рейнольдса Ке и 10 в конических соплах с кривизной горла = 1,0 и 1,6 - кривизна, отнесенная к обратной величине радиуса критического сечения сопла). Для расчета расхода и тяги сопла с точностью 0,01% достаточно двух итераций. [c.61]

Кривизна ударной волны определяется из дополнительного условия на правой границе дозвуковой области (звуковой линии =1). Детерминант эволюционной матрицы при продольных градиентах и, к. Г, р, в уравнениях гиперболического вязкого ударного слоя, как и детерминант матрицы при градиентах и, и,Т, р к уравнениях полного вязкого ударного слоя, на звуковой линии равен нулю. Вследствие плохой обусловленности эволюционной матрицы интегральные кривые уравнений гиперболического вязкого ударного слоя, соответствующие различным значениям Л о, ветвятся в окрестности звуковой линии. Подобное поведение интегральных кривых имеет место и для уравнений, описывающих вязкое смешанное течение в сопле Лаваля [37, 38]. В случае внутренних течений аналогом величины К ) является величина расхода газа. Аналогично существованию единственного значения критического расхода [1] для уравнений гиперболического вязкого ударного слоя также существует некоторое "критическое" значение которому соответствует единственная (предельная) интегральная кривая, которая может быть гладко продолжена за звуковую линию. Эта интегральная кривая и есть искомое решение задачи. [c.38]

Используя полученные выводы для решения поставленной выше задачи, сопло нужно сконструировать так, чтобы оно сперва сужалось с таким расчетом, чтобы при заданном расходе газа минимальное сечение его соответствовало бы критическому состоянию газа, а затем для обеспечения дальнейшего расширения газа стало бы постепенно увеличиваться. На основании этого принципа шведским инженером Лавалем было построено расширяющееся сопло, названное его именем (рис. 8-6). [c.90]

Лаваля на нерасчетных режимах не приводит к изменению расхода газа через сопло, так как расход определяется условиями в критическом сечении, а они не зависят от условий в выходном сечении и в окружающей, среде. Однако скорость истечения при работе на нерасчетном режиме всегда меньше, чем на расчетном. Особенно сильно уменьшается скорость (по сравнению с расчетным режимом) при возникновении скачка уплотнения в глубине сопла скорость выхода газа из сопла при этом становится меньше звуковой. [c.185]

Полученная формула позволяет определять не только расход через сопло Лаваля, но и расход пара или газа при изоэнтропийном течении через суживающееся сопло, если в выходном его сечении площадью Г устанавливаются критические параметры. В этом случае расход через суживаюшееся сопло называют критическим, а [c.47]

Уменьшение диаметра отверстия выхода сопла Лаваля по сравнению с диаметром струи, истекающей из него, связано с тем, что работа высоконапорного газа в режиме недорасширения более устойчивая, чем работа в режиме перерасширения, когда внутри диффузора сопла появляются скачки уплотнения. Уменьшение диаметра отверстия сопла обеспечивает некоторую авторегулировку эжектора на критических режимах работы при колебаниях давления низконапорной среды и противодавления на выходе аппарата вплоть до уровня запирания, который характеризуется тем, что при снижении противодавления расход низконапорной среды не изменяется. [c.226]

В таком комбинированном сопле, называемом по имени его изобретателя соплом Лаваля, в самом узком сечении всегда устанавливаются критическая скорость Шгкр и максимальный расход т ах потока (рис. 5.5, б). Далее, в расширяющейся части, при постоянном расходе Штах скорость потока увеличивается до значения > > Щ2кр, определяемого выражением (1.176). [c.89]

Рассмотрим эжектор, в котором происходит смешение газовых струй совершенного газа. С ростом отношения давлений торможения Р р, а также при снижении противодавления на выходе из диффузора в сечении 54 (см. рис. 52) скорость газов на входе в камеру увеличивается. При определенных соотношениях указанных параметров скорость высоконапорного (эжектиру-ющего) газа, если сопло суживающееся, становится звуковой, = 1, или, если в эжекторе для этого газа применено сопло Лаваля, сверхзвуковой, когда = А,расч > 1, где .расч — расчетное значение коэффициента скорости на срезе сопла. Дальнейшее повышение ррр или Рй/Р4, где р — давление покоящегося газа далеко перед соплом, не может изменить этой величины При некотором значении р /р в горле сопла достигается скорость звука и, начиная с этого момента, расход в эжектирующей струе становится критическим. В этом случае статические давления на входе в эжектирующей и эжектируе-мой струе могут быть различными и в соответствии с этим коэффициент скорости Х можно задавать, вообще говоря, произвольно. Из экспериментов, однако, известно, что существует [c.118]

Рассмотрим далее изоэнтропийное течение рабочего тела в диффузоре. Считаем, что заданы параметры потока р , v , скорость на входе в канал и давление р дНа выходе из него. Известным также является расход. Определяем заторможенные параметры. Задавшись законом возрастания давления р вдоль оси диффузора, найдем по уравнению, аналогичному (3.51), уменьшение скорости, а по уравнению, аналогичному (3.58), изменение плош,ади поперечного сечения канала вдоль оси. При использовании газодинамических функций принимаем желательный закон изменения вдоль канала приведенной скорости X или функции р (к) и по таблицам определяем функцию расхода q ( ), а затем, воспользовавшись уравнением, аналогичным (3.49),— площадь поперечного сечения в соответствуюш,ем месте канала. Как показывают основные уравнения, при дозвуковой скорости потока на входе в ди зфузор канал будет расширяющийся. Если входная скорость превышает скорость звука, диффузор для изоэнтропийного процесса сжатия имел бы суживающуюся-расширяющуюся форму. При этом в горле устанавливались бы критические параметры. Таким образом, для изоэнтропийного процесса сжатия диффузор мог бы рассматриваться как обращенное сопло Лаваля. Однако плавное изоэнтро-пийное торможение сверхзвукового потока до дозвуковых скоростей невозможно. При таком торможении обязательно возникают скачки уплотнения. Прямой отсоединенный скачок уплотнения может возникать перед входом в диффузор. Поток за таким скачком дозвуковой, поэтому диффузор в этом случае должен быть расширяющимся каналом. Сверхзвуковые диффузоры могут иметь и более сложную форму. [c.96]

М. Е. Дейч и Г. В. Циклаури объясняют изменение предельного расхода при сверхкритических перепадах давлений частичным выдуванием пограничного слоя на выходном участке сопла. По схеме авторов часть подторможенного пристеночного слоя под действием разности давлений между давлением в пределах сопла и во внешнем пространстве выдувается толщина слоя на этом участке убывает в направлении к выходному срезу сопла. В некоторых случаях продольный профиль канала, образованного внутренней поверхностью пограничного слоя, может приобрести форму сопла Лаваля с горлом, расположенным внутри насадки. По мере снижения противодавления усиливается эффект выдувания в связи с этим увеличивается действительное критическое сечение ядра потока, а следовательно, растет и расход через сопло. [c.108]

Задача выявления особенностей формирования критического режима течения в высоковлажной двухфазной смеси возникла в последние годы в связи с анализом теплогидродинамических процессов, происходящих в реакторном контуре в связи с его разгерметизацией. При этом исследовались прежде всего каналы постоянного сечения. Вместе с тем предложенные сотрудниками ВТИ им. Дзержинского вставки-ограничители расхода сделали актуальной задачу исследования вскипающего потока в каналах переменного сечения. Названные вставки предназначены для ограничения расхода теплоносителя при разрыве трубопроводов реакторного контура. При этом они должны обладать возможно меньшими гидравлическиМи сопротивлениями в условиях нормальной работы контура. Профиль используемых вставок выполнен в виде сопла Лаваля с плавно сужающейся входной частью и коническим диффузором. Между тем имеющиеся экспериментальные данные говорят о том, что при истечении насыщенной и тем более недогретой до насыщения воды через каналы, имеющие традиционный профиль сопла Лаваля, жидкость на выходе оказывается перегретой и испарение ее происходит практически за пределами канала. При этом расход воды через сопло оказывается близким к гидравлическому. Таким образом, снижение расхода воды через вставки по сравнению с расходом ее истечении через полное сечение разрыва происходит лишь за счет уменьшения проходного сечения. В то же время расход через вставки можно бьшо бы уменьшить еще почти на порядок, если бы обеспечить в них критический режим истечения вскипа- [c.145]

Наконец, в тех случаях, когда P2/Piсжиженного газа в горелки под избыточным давлением выше 0,9—1,0 ат, газовое сопло должно, как правило, иметь расширяющуюся форму (сопло Лаваля). Обычное коническое суживающееся сопло при этих условиях работает с ннзким коэффициентом расхода, так как в его выходном сечении устанавливается критическое давление р, р>р2 и дальнейшее расширение газа от давления р р до давления р2 происходит с повышенными потерями за пределами сопла (Л. 160]. Следует все же иметь в виду, что точное изготовление сопл Лаваля ма- чого диаметра затруднительно. По этой причине иногда наблюдается, что переход от обычных сопл на расширяющиеся не только не увеличивает коэффициент расхода, но даже уменьшает его на 4—6% (Л. 161]. [c.202]

Приведенные формулы позволяют определить коэффициенты расхода и гидравлического сопротивления исследуемого дросселя. Для 48 дросселей типа сопла Лаваля, размеры которых указаны в таблице, были получены зависимости коэффициента их гидравлических потерь от числа Рейнольдса в минимальном сечении, определяемого по формуле (4). Эти характеристики получены при критическом истечении воздуха из дросселей в диапазоне изменения да1вления на входе в дроссели от 1 до 100 кПа (0,01—1 ата). [c.252]

Это приводит к повышению коэффициента тяги сопла с центральным телом по сравнению со сверхзвуковым соплом Лаваля на режиме истечения перерасширенной реактивной струи. Тяговая характеристика эжекторного сопла (рис. Ъ2и, к) без подвода вторичного или третичного атмосферного воздуха в сопло (рис. 3.22г) аналогична сверхзвуковому коническому соплу, если реактивная струя не отрывается от стенок сверхзвуковой части (от обечайки сопла). Подвод вторичного или третичного воздуха даже при относительно небольшом расходе этого воздуха (<5% от расхода газа через критическое сечение сопла) может существенно улучшить тяговые характеристики вследствие уменьшения потупь на удар струи в стенку обечайки [127J, [140]. [c.88]

Массовый расход газа О через сопло Лаваля определяется по уравнениям (3.20) или (3.20а) по параметрам либо в критическом (узком) сечении либо в выходном сечении сопла. При определнии О [c.121]

Массовый расход пара определяется по уравнению расхода (3.7а), в суживающемся сопле по параметрам в выходном сечении (G==W2A2/v2), в сопле Лаваля по параметрам в выходном, или в узком (критическом) сечении (0=у/крАкр/Укр). [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...