Скорость истечения из сосуда газа

В технике часто приходится использовать превращение одних видов энергии в другие, в частности превращение потенциальной энергии сжатых газов и тепла пара — в кинетическую энергию. Если газ или пар, находящийся под давлением в сосуде, будет вытекать через сопло в среду, давление которой меньше, чем давление в сосуде, то в результате истечения потенциальная энергия такого газа или пара будет превращаться в кинетическую. Это проявится в уменьшении давления вытекающего из сосуда газа или пара зато на выходе из сопла газ или пар приобретет известную скорость, которой и будет определяться величина сообщенной им кинетической энергии. На практике часто пользуются истечением газов и паров. На истечении газов и паров основана работа паровых и газовых турбин, обдувка воздухом или паром поверхностей нагрева паровых котлов, работа эжекторов и других устройств. [c.151]

Но из этого следует, что давление в выходном сечении сопла равняется внешнему давлению только при малых скоростях истечения, меньших скорости звука. При истечении газа из сопла со звуковой скоростью давление в выходном сечении сопла в зависимости от начального давления газа может быть как равным внешнему давлению р, так и большим. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим истечение газа, находящегося в сосуде под постоянным давлением р, через суживающееся сопло во внешнюю среду, давление которой может меняться. [c.307]

Этот вывод справедлив для любых начальных давлений газа как бы ни было велико по сравнению с внешним давлением р (т. е. давлением среды, в которую происходит истечение) начальное давление р , скорость газа на выходе из суживающегося сопла никогда не может стать больше критической скорости истечения, равной скорости звука в выходном сечении сопла. Однако из этого следует также, что давление в выходном сечении сопла равно внешнему давлению только при малых скоростях истечения, меньших скорости звука. При истечении газа из сопла со скоростью звука давление в выходном сечении сопла в зависимости от начального давления газа может быть как равным внешнему давлению р , так и большим. Для того чтобы убедиться в этом, рассмотрим истечение газа, находящегося в сосуде под постоянным давлением р, через суживающееся сопло во внешнюю среду, давление которой может меняться. [c.334]

Но из этого следует, что давление в выходном сечении сопла равняется внешнему давлению только при малых скоростях истечения, меньших скорости звука. При истечении газа из сопла со звуковой скоростью давление в выходном сечении сопла в зависимости от начального давления газа может быть как равным внешнему давлению р, так и большим, чем р. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим истечение газа, находящегося в сосуде под постоянным давлением р, через суживающееся сопло во внешнюю среду, давление р которой может меняться. При p —pi скорость 2=0, т. е. истечения газа не происходит. При p истечение газа, причем с уменьшением давления р, т. е. с увеличением перепада давлений pi—р, под действием которого происходит истечение газа, скорость истечения непрерывно возрастает, пока, наконец, не достигнет при некотором значении внешнего давления, которое мы назовем критическим давлением истечения рнр, критической скорости истечения Шкр=Сг. В этот момент, так же как 270 [c.270]

Формула для скорости истечения газа из сосуда [c.40]

Формула (5.12) является обобщением на случай совершенного газа формулы Торичелли V = У2 /1 для скорости установившегося истечения тяжелой несжимаемой жидкости из сосуда. [c.41]

При истечении газа из сосуда высокого давления в атмосферу в отверстии устанавливается скорость (рис. 9.24) [c.128]

Выведите формулу Торричелли для скорости истечения жидкости из отверстия в сосуде. Поясните, почему скорость частиц жидкости имеет такую Же величину, как если бы они свободно падали с высоты Я (см. рис. 10.14). Покажите, что при вытекании газа под большим давлением скорость истечения обратно пропорциональна квадратному корню из плотности. [c.284]

Один из простейших путей получения хорошо рассчитываемых потоков сильно разреженного газа (молекулярных пучков) был уже рассмотрен в 6.3 и 6.8. Это свободномолекулярное истечение газа в вакуум через отверстие, диаметр которого много меньше длины свободного пробега молекул в сосуде. Однако этот способ обладает двумя существенными недостатками малой скоростью потока и малой его интенсивностью. Действительно, молекулы вылетают из сосуда [c.422]

Если жидкость или газ находятся в сосуде под давлением, много большим, чем давление, создаваемое весом жидкости, то изменениями давления по высоте столба жидкости можно пренебречь и считать, что истечение подчиняется тем же законам, что и истечение жидкости, находящейся в замкнутом сосуде под давлением Рн- Поэтому можно просто определить скорость истечения воды из котла, в котором вода находится под постоянным давлением [c.360]

Как мы видели в 105, скорость потока газа, выходящего из отверстия в сосуде и находящегося иод давлением теоретически может достигать большого значения. Так, например, воздух, находящийся под давлением в одну атмосферу, имеет, согласно формуле (105.5), скорость истечения в пространство с нулевым давлением (вакуум), равную [c.416]

Практическое применение уравнения Бернулли. Рассмотрим случай истечения газов через отверстие. Пусть из сосуда очень большого размера, в котором давление равно Pi н/м [мм вод. ст.], газ вытекает через отверстие сечением F со скоростью Ыг в среду с давлением Ро- [c.44]

Но из этого следует, что давление в выходном сечении сопла равняется внешнему давлению только при малых скоростях истечения, меньших скорости звука. При истечении газа из сопла со звуковой скоростью давление в выходном сечении сопла в зависимости от начального давления газа может быть как равно внешнему давлению р, так и больше р. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим истечение газа, находящегося в сосуде под постоянным давлением Рь через суживающееся сопло во внешнюю среду,, давление р которой может меняться. При р =р1 Ш2 = 0, т. е. истечения газа не происходит. При р <р начинается истечение газа, причем с уменьшением давления р, т. е. с увеличением перепада давления р —р, под действием которого происходит течение газа,., скорость истечения непрерывно возрастает, пока, наконец, не достигнет при некотором значении внешнего давления, которое мы назовем критическим давлением истечения Ркр, критической скорости истечения и кр = С2. В этот момент, так же как и ранее при ш.2<гг)кр, давление Рз в выходном сечении сопла равняется внешнему давлению, т. е. Р2 = Р -Дальнейшее уменьшение давления среды р не приводит к увеличению скорости истечения, а следовательно,, и к изменению давления в выходном сечении сопла, которое остается все время равным Ркр. [c.153]

Очевидно, что расход и скорость истечения (скорость газа на выходе из сопла) определяются не отношением давления в окружающей среде к давлению в сосуде —, а отношением давления в [c.200]

Как известно, при плоском ударе тел о поверхность жидкости атмосфера (воздух) оказывают демпфирующее влияние на результирующую (ударную) силу (она нарастает до максимума за конечное время, и снижается ее абсолютная величина). А. В. Плюснин [59] в качестве первого приближения предложил следующую схему учета влияния атмосферы на контактные давления и времена их нарастания при вертикальном ударе торцом цилиндра о поверхность жидкости (цилиндр находится на расстоянии Но от свободной поверхности и начинает двигаться вдоль своей оси перпендикулярно к свободной поверхности со скоростью V). Истечение газа из слоя между цилиндром и свободной поверхностью трактуется как его вытекание из сосуда через узкую щель. Сжимаясь, газ вызывает деформацию свободной поверхности жидкости под цилиндром, которая упрощенно рассматривается как диск радиуса Я (радиус цилиндра) и толщины Движение жидкости определяется в линейной постановке за- [c.397]

Истечение газов. Можно получить аналогичную приближенную формулу для оценки скорости истечения газа из большого сосуда через малое отверстие. Пусть давление и плотность газа в сосуде будут р. и атмосферное давление и плотность воздуха обозначим через р и рц. Будем полагать, что размеры сосуда настолько велики, что истечение можно рассматривать как установившееся и притом безвихревое движение (в некотором интервале времени) и что на достаточном расстоянии внутри сосуда от отверстия можно пренебречь скоростью газа. [c.118]

С. А. Чаплыгин рассмотрел задачу о струйном обтекании плоской пластинки, поставленной под произволь] [ым углом к набегающему на нее потоку газа. Интегральное уравнение для криволинейной дуги и решение задачи об обтекании дуги круга были получены для газа Чаплыгина Н. А. Слезкиным (1935). Группа задач об истечении из различных сосудов была рассмотрена А. И. Бунимовичем (1951), который воспользовался слегка видоизмененным методом Чаплыгина, положив К равным Ксх,, т. е. значению К при числе Маха, соответствующем скорости набегающего потока ). [c.35]

Рассчитать сопло, т. е. найти значение скорости истечения и диаметр выходного сечения. Заданные для расчета условия массовый расход вытекающего из сопла газа т=0,3 кг/с давление перед соплом ро=5,5 МПа температура t[c.104]

При решении этой задачи необходимо определить или время, необходимое для падения давления внутри цилиндра от начального до заданного конечного, или конечное давление, которое установится в цилиндре по истечении заданного отрезка времени. Кроме того, может оказаться необходимым определение скорости истечения в любой момент времени и количества газа, вытекшего из сосуда. Частными являются случаи истечения газа из сосуда постоянной ограниченной емкости (поршень не перемещается) через отверстие постоянного или переменного сечений. [c.176]

Кроме того, скорость j газа в сосуде, из которого происходит истечение, обычно незначительна по сравнению со скоростью истечения j- При этом величиною квадрата начальной скорости газа по сравнению с квадратом скорости его истечения с можно пренебречь и считать, что [c.198]

Очевидно, что если отношение давления в данном месте канала к давлению торможения больше критического, то скорость потока не может достигнуть скорости звука. В частности, чтобы получить сверхзвуковую скорость при истечении газа из сосуда через сопло Лаваля, нужно, чтобы отношение давления в окружающей среде к давлению в сосуде было меньше, чем критическое отношение давлений [c.174]

В качестве примера оценим, с какой скоростью происходит истечение газа нз отверстия сосуда в вакуум. При наличии небольшого отверстия молекулы покидают сосуд с той же скоростью, которой они обладают, т. е. ит И. Итак, можно сделать вывод, что скорость истечения газа из отверстия сосуда в вакуум порядка скорости звука для этого газа. [c.186]

Рассмотрим одну из важнейших задач газодинамики — истечение газа, сжатого в сосуде до давления р и плотности р через выходную трубку — сопло (рис. 3.14). Скорость истечения V, согласно равенству (3.43), получается равной [c.60]

Разреженный газ находится в сосуде объемом V при давлении р. Предполагая, что молекулы газа имеют максвелловское распределение по скоростям, вычислить скорость истечения газа в вакуум из небольшого (площадью А) отверстия в сосуде. [c.72]

Истечение из отверстия с острой кромкой происходит иначе (рис. 6-12). В сосуде на достаточно большом удалении от отверстия скорость газа равна нулю, а давление— Ро- За отверстием поддерживается давление ра<Ро- [c.330]

При установившемся адиабатическом обратимом истечении газа из большого сосуда скорость V в далеких от отверстия [c.37]

Если открыть перегородку, то газ начнет перетекать из одной части сосуда во вторую и по истечении некоторого времени заполнит весь сосуд. При перетекании газа из одной половины сосуда в другую движение отдельных частей газа будет происходить с разными скоростями и сопровождаться различными газодинамическими эффектами (в частности, вихре-образованием) и вследствие этого значительными потерями от трения, в результате которых в газе могут возникнуть местные разности температур. Однако через некоторое время движение газа прекратится, температура и плотность его повсюду выравняются, и газ придет в равновесное состояние, характеризующееся значением объема V, равным объему всего сосуда, и значением температуры t, вообще говоря, отличающимся от начальной температуры газа. [c.40]

Пусть в сосуде, размеры которого предполагаются достаточно большими, находится сжатый газ, вытекающий наружу через сопло (фиг. Ю-2). Обозначим начальные параметры газа, т. е. его температуру, удельный объем и давление, через / ь р1 (значения их по условию стационарности поддерживаются постоянными) начальную скорость газа в сосуде — через гй)й давление внешней среды, в которую происходит истечение, — через р (р, конечно, меньше р ) температуру, давление, удельный объем и скорость газа на выходе из сопла, т. е. в выходном сечении его, через 2, Р2, Так как [c.199]

В качестве второго примера рассмотрим истечение газа из бесконечно широкого сосуда. Пусть давление во внешнем пространстве есть Ру давление внутри сосуда, на бесконечности, там, где скорость =0, есть Рд. Пусть рд > ру Обозначим ширину отверстия [c.125]

Все приведенные соотношения приближенно справедливы и для истечения из непрофилированных специально сопл, например из отверстий в сосуде, находящемся под давлением. Скорость истечения из таких отверстий не может превысить критическую, определяемую формулой (5.19), а расход не может 6biTii больше определяемого по (5.20 при любом давлении в сосуде. (Из-за больших потерь на завихрения в этом случае расход вытекающего газа будет меньше рассчитанного по приведенным формулам). [c.48]

Для ускоряющегося газового потока этими формулами можно пользоваться и при сверхзвуковых скоростях, так как увеличение скорости происходит обычно без заметных потерь (изоэн-тронически) не только в области М < 1, но и в области М > 1, т. е. полное давление в ускоряющейся газовой струе почти не меняется. В частности, по формулам (68) или (72) вычисляется скорость истечения газа. При этом в сосуде, где газ покоится, давление равно полному давлению вытекающей струи р, а в выхлопном отверстии сопла — статическому давлению р. Из формулы (68) получим [c.34]

Рассмотрим истечение газа из резервуара через небольшое отверстие при поддержании в резервуаре постоянного дзвления. Прежде всего найдем скорость истечения. Пусть (рис. XVI.15) внутри сосуда (сечение 1) давление равно Pi, плотность газа pi, температур его Гг, а у выхода из отверстия (сечение 2) соответственно рг, Рг и Гг, i opo Tb газа у выхода из отверстия-иг, а внутри сосуда [c.301]

После исключения константы из (77.3) можно получить с учетом (77.2) формулу (Сен-Венана — Ванцеля) для скорости истечения газа из сосуда с давлением (полагая газ в сосуде находящимся в покое) [c.293]

Полученная формула дает возможность рассчитать процесс истечении газа из к о и о и д а л ь и о г о (простого) сопла (рис. 66) при сохра-l eнии постоянства параметров р,, и, иа входе в сопло, что соответствует истечению газа из сосуда нео1 раниченной емкости. Гели параметры газа в любом сечении сопла, включая выходное, обозначить р, V вместо р2, г. 2. то скорость истечения ш определяется формулой (577), а расход газа М — уравнением сплошности (569). [c.236]

Формула (5.12), называемая формулой Сен-Венана — Венцеля, может быть использована для определения скорости установившегося истечения газа через насадок из сосуда, в котором р = р, Т — Т, в пространство с давлением р. Но для того чтобы действительно иметь на выходе из насадка заданное давление р, необходимо сделать насадок специальным образом. Этот вопрос будет рассмотрен в следующем параграфе. [c.41]

После вывода этого уравнени,т записано ... эта формула, дающая скорость вытекания газа через малые отверстия из сосуда больщой вместимости, показывает, между прочим, следующее 1) так как величины для различных газов обратно пропорциональны их плотностям, то скорость вытекания газа при прочих обстоятельствах одинаковых будет тем больше, чем газ легче 2) скорость истечения газа будет тем больше, чем выше его абсолютная температура в сосуде скорость вытекания газа будет тем больше, чем меньше давление Р1 среды, в которую он вытекает, сравнительно с давлением внутри сосуда. [c.54]

Т. е. полное давление в ускоряющейся газовой струе почти не меняется. В частности, по формулам (68) или (72) вычисляется скорость истечения. При зтом в сосуде, где газ покоится, давление равно полному давлению вытекающех струи p ,, а в выхлопном отверстии сопла — статическому давлению р. Из формулы (68) получим [c.31]

Истечение газа, т. е. такого вещества, которое способно изменять свой объе.м, обладает особым свойством, которое обнаруживается при исследовании формулы (3-25). Эта формула показывает, что количество вытекающего в секунду газа зависит ог отношения р21ри т. е. (при данном рх) от давления рг- Если давление в пространстве, куда вытекает таз, равно давлению в сосуде, т. е. если р2=р, то истечения не должно -быть. И действительно, при рг/р 1=1 раскол газа по формуле (3-25) равен нулю. Но если в формулу (3-25) вместо рг подставить нуль, т. е. предположить, что истечение происходит в среду, где имеется полный вакуум, то тоже получим, что С = 0. Этот на первый взгляд странный результат объясняет формула расхода пара (3-24), из которой видно влияние удельного объема, также зависящего от Р2- Из нее можно заключить, что при постоянном / секундный расход зависит от скорости с и от удельного объема газа V2- Скорость с с уменьшением давления увеличивается, удельный объем ь<2 также увеличивается. В адиабатном процессе истечения вначале скорость с с уменьшением давления растет быстрее, чем объем 2, и поэтому О вначале с уменьшением рг растет. Однако это происходит не на всем диапазоне изменения рз-Достигнув некоторого максимального значения, О начинает уменьшаться это происходит потому, что при дальнейшем уменьшении р2 скорость истечения растет медленнее, чем удельный объем V2. При рг=0 скорость с будет иметь конечное значение, а иг— с ,так что О—>0. Это видно и из формулы (3-25) если в нее последовательно подставлять [c.141]

Представим себе сосуд больнюго объема, который будем рассматривать как аналог камеры сгорания. В объеме этого сосуда содержится неподвижный газ (it = 0) с Е1еизменными параметрами Го, / о, Ро- Пусть из сосуда происходит истечение, в результате которого параметры состояния газа принимают значения Т, р, р, а поток приобретает скорость w. [c.166]

В истечении струи пороховой гидропушки можно выделить две стадии короткую инерционную, характерную для гидропушек, и длинную экструзионную, свойственную импульсным водометам [5]. Струя начинает истекать в момент времени ,,, = 1.13 мс с начальной скоростью мц = 1140 м/с. При ударе струи о наружную жидкость возникает ударная волна с давлением на фронте = 2.42 (1580 МПа). Скорость истечения струи резко уменьшается. Но разгрузка через торцевое сечение, вызванная интенсивным радиальным течением жидкости, и напор втекающей в сопло воды приводят к увеличению скорости истечения. На графике этой стадии процесса соответствует провал на кривой для скорости. Горение пороха еще продолжается до времени i = 1.28 мс, поэтому скорость истечения увеличивается. На этом высокоскоростная инерционная стадия истечения струи заканчивается и начинается экструзионная стадия выдавливание жидкости пороховыми газами из сосуда через [c.35]

Обозначим начальные параметры газа, т. е. его давление, температуру и удельный объем во входном сечении сопла, через pi, (значения их по условию стационарности поддерживаются постоянными). Начальную скорость газа в сосуде обозначим через давление внешней среды, в которую происходит ис1еченне, — через // давление, температуру, удельный объем и скорость газа на выходе из сопла (в выходном сечении) — соответственно через р2. 2 Так как истечение газа, по предположению, является адиабатическим, с /техн = и hi = 1г , то из первого уравнения выражения (4.59) следует, 410 [c.330]

В последуюш их двух изданиях своего труда Ньютон переработал раздел, посвяш енный истечению воды из отверстий. При этом он опустил всякие упоминания о силе реакции вытекаюш ей струи воды, ограничившись одним замечанием Сила, которая может породить все движение низвергаюш ейся воды, равна весу цилиндрического столба воды, основание которого есть отверстие ЕР и высота 2С1 или 2СК. Ведь извергаюш аяся вода за то время, пока она сравнивается с этим столбом, может приобрести, падая под действием своего веса с высоты С1, ту скорость, с которой она вытекает . Здесь ЕР — отверстие, через которое происходит истечение жидкости, С1 = СК — напор воды над отверстием с учетом скоростного потока, поступаюш его сверху для поддержания постоянного уровня воды в сосуде. Объяснение движуш ей силы вытекаюш ей струи, равносильное данному Ньютоном в 1687 г., получило широкое распространение в XVIII веке во всей Европе. Ссылки на Ньютона не встречаются, но используются его аргументы сила давления жидкости или газов действует одинаково во все стороны, и движуш ая сила возникает за счет отсутствия противодействия со стороны отверстия, через которое извергается веш ество. [c.21]

Таким образом, все параметры среднего поступательного потока со скоростью V и с плошадью сечения Е можно рассматривать как величины, получаюгциеся при истечении газа через насадок плогцади Е с расходом Q из большого сосуда, в который исходный неравномерный поток переведен обратимым путем без притока энергии извне. [c.28]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...