Изоэнтропийный поток в соплах

Изоэнтропийный поток в соплах [c.17]

Уравнение энергии для изоэнтропийного потока в соплах имеет следующий вид [c.17]

Так как скорость за скачком уплотнения = 422 м/сек ниже критической скорости (523 м/сек), то дальнейший процесс в расширяющейся части сопла будет процессом сжатия. Для определения давления на выходе из полного сечения сопла воспользуемся уравнением энергии (30) для изоэнтропийного потока в соплах входная скорость с, в этом уравнении равна 422 м/сек. При наличии сжатия уравнение (30) примет следующий вид [c.97]

Итак, при движении с трением, так же как и в случае изоэнтропийного течения, кризисное состояние устанавливается в минимальном сечении и пропускная способность сопла определяется размерами его горла. Однако в соответствии с природой явления необратимые потери вызывают уменьшение критической скорости по сравнению с изоэнтропийным потоком. Это обстоятельство непосредственно следует из (7-11), поскольку в необратимом процессе [c.220]

В некоторых работах рекомендуется определять изоэнтропийный перепад энтальпий турбины по параметрам пара не перед соплами первой ступени, а перед стопорными клапанами. При этом для турбин без ПП термический к. п. д. цикла одинаков при всех режимах, а потери от дросселирования потока в клапанах учитывают при определении внутреннего к. п. д. турбины. Этот формальный математический прием в некоторых случаях имеет определенные преимущества, позволяя при расчетах обойтись без нахождения давления после регулировочных клапанов. Однако при этом не учитывается физическая природа потерь, обусловленных дросселированием пара в клапанах. Эти потери зависят не от совершенства проточной части турбины и даже не от аэродинамического совершенства регулировочных клапанов, а от параметров пара перед соплами первой ступени. С термодинамической точки зрения изменение параметров пара перед турбиной, необходимое для уменьшения расхода пара, эквивалентно применению для той же ПТУ нового цикла с пониженными давлением и температурой. Поэтому в дальнейшем изложении явления, связанные с дросселированием в клапанах, будут учитываться термическим к. п. д. цикла. [c.134]

Ниже приводится метод последовательного определения реакций в венцах проточной части двухвенечной регулирующей ступени. Расчет на переменный режим регулирующей ступени, как было выше указано, лучше проводить с конца процесса по причине возможного отклонения потока в косом срезе сопел. При измененном ли расходе пара или начальных его параметрах—прежде всего по уравнению Флю-геля определяют давления в камере регулирующей ступени. От точки состояния пара перед соплами полностью открытого клапана проводят изоэнтропу до найденной для камеры регулирующей ступени изобары. Определяют таким образом изоэнтропийный перепад, по изоэнтропийному перепаду определяют условную скорость [c.109]

Устройство работает следующим образом. На крайние узловые точки 1 я 3 подаются соответственно максимальный и минимальный потенциалы. На регулируемых компенсационных сопротивлениях R1 и R2 устанавливаются падения напряжения, соответствующие повышению энтальпии при изоэнтропийном торможении потока перед рабочими лопатками, которые определяются расчетом. По замерам потенциалов в точках 2и 4 определяется энтальпия за соплом и в передней камере диска, а по силе тока, замеряемой в цепях,— расходы пара через соответствующие элементы ступени. [c.218]

Для оценки численных результатов произведем расчет потока водяного пара для двух рассматриваемых предельных случаев. Расширение начинается от пограничной кривой при давлении = 1- 0 Па. Давление за соплом = = 0,6-10 Па. Степень сухости в конце изоэнтропийного равновесного расширения X = 0,974 находится по формуле (энтропия, энтальпия, и удельный объем, берутся по таблицам) [c.213]

Когда газ вытекает через сопло в вакуум из камеры, в которой поддерживается давление р, и температура Г , то хаотическая тепловая энергия его молекул трансформируется в направленную кинетическую энергию сверхзвукового потока, причем газ охлаждается и превращается в пересыщенный пар, внутри которого могут зарождаться кластеры, содержащие от двух до миллиона атомов [38—42]. Размеры кластеров, а также плотность их потока возрастают с увеличением и уменьшением [38]. В теоретических расчетах обычно предполагают, что газ является идеальным и расширяется через сопло адиабатически, следуя изоэнтропийному закону [c.13]

Расход пара или газа через суживающееся сопло для любых параметров в выходном сечении при изоэнтропийном течении определяют по уравнению неразрывности (2.4), в которое подставляют скорость потока С и удельный объем У], для выходного сечения сопла площадью Р [c.47]

В некоторых работах, посвященных определению критического расхода, используется представление о равновесном процессе рас-щирения влажного пара в суживающихся соплах. Часто вводят предложения о изоэнтропийности течения и раздельном движении фаз (жидкая фаза движется по стенке сопла, паровая — в центральной части). Такая схема, как показывают опыты, не реализуется. Возможная область применения теории квазиравновесной конденсации и квазиравновесного движения ограничена слабо градиентными потоками в длинных трубах и свободных струях. Подтверждение этой мысли можно найти на рис. 8-6, где представлены значения относительных коэффициентов истечения Вкр(5кр = = 5кр/5кр.п кр.п — коэффициент истечения гомогенной среды, в данном случае перегретого пара) дл сопл и длинных труб. Сравнение опытных и расчетных значений Вкр отчетливо подтверждает, что предложенная в работах [Л. 247, 248] схема равновесного движения пароводяного потока в соплах не имеет места (кривые 1 и 2). Расхождение между опытом и расчетом достигает весьма больших значений (Вкр-расч/Вкр-оп= 1,12- 1,20). Вместе с тем для длинных труб постоянного сечения //а >10) отмечается удовлетворительная сходимость расчета с экспериментом (кривые 3 vi 4 на рис. 8-6). Такое совпадение для длинных труб свидетельствует [c.217]

При рассмотрении основных особенностей газового потока (см. гл. 3) было установлено, что при пстечении через суживающиеся сопла скорость газа не может быть больше местной скорости звука, следовательно, расширение в таких соплах осуществляется до давлений, больших или равных критическому. Поэтому суживающиеся сопла применяются для создания потоков газа дозвуковых и звуковых скоростей. Расчет таких соил сводится к определению размеров выходного сечения по заданным расходу газа и скорости истечения и к определению формы сопла. Те 1ение газа в сопле принимается адиабатическим. Обозначив, как и раньше ( 3.1), параметры полного торможения Ра, То п ро, а статическое давление в выходном сечении ра, можно определить скорость изоэнтропийного 1гстечения в выходном сечении сопла Fi по формуле [c.205]

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]

Необходимо отметить, что сопла Лаваля на расчетных режимах менее экономичны, чем суживаюш,иеся. Кроме того, для них характерно заметное падение КПД на переменных режимах. При повышении давления за соплом Лаваля выше расчетного рабочее тело перерасширяется в нем до расчетного, а затем скачкообразно поджимается на выходе до давления за решеткой, что связано с потерями. При понижении давления за соплом наступает расширение в косом срезе сопла и также возрастают волновые потери. Ввиду сказанного в главных судовых турбинах, как правило, применяют суживающиеся сопла с использованием расширения в косом срезе в случае необходимости срабатывания увеличенных перепадов энтальпий. При повороте потока на угол б 3° добавочные потери будут умеренными, а изоэнтропийный перепад энтальпий составит ha = 1,9 Ак (при = 15°). Такое использование косого среза практикуется в регулировочных ступенях,ступенях уменьшенных ходов и заднего хода. [c.103]

Для примера рассмотрим распределение безразмерных параметров потока вдоль канала суживаю-ще-расширяющейся формы (рис. 2.6, а) при изоэнтропийном течении и при условии непрерывного ускорения потока слева направо. Каналы такой формы в качестве сопл турбин впервые применил Лаваль, и поэтому суживающе-расширяюшиеся сопла называют соплами Лаваля. Как уже отмечалось, в минимальном сечении этого канала при указанных условиях достигаются критические параметры и, следовательно, безразмерная скорость Х = 1,0. Левее этого сечения скорости в потоке дозвуковые, т.е. X < 1, а относительное давление е больше критического отношения е р правее этого сечения скорости сверхзвуковые, т.е. Я. > 1, а е < е р. Представленные на рис. 2.6, а зависимости безразмерных параметров вдоль оси сопла позволяют определить соответствующие истинные значения скорости [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...