495 — Определение Лаваля

Расчет сопла Лаваля. Расчет сопла Лаваля заключается в определении по заданным исходным данным (а именно секундному расходу газа или пара G, величинам начальных давления р и температуры Т , противодавления р ) минимального и выходного сечений сопла применительно к условиям расчетного режима течения, т. е. при р = р. . [c.319]

Элементарный расчет сопла Лаваля заключается в определении его основных размеров по заданному расходу, параметрам торможения и значению скорости на срезе сопла. [c.429]

На некоторой длине трубы постоянного сечения газ можно заставить двигаться со сверхзвуковой скоростью, если его предварительно разогнать в сопле Лаваля, а затем направить в трубу. В результате торможения на некотором расстоянии от входа в трубу поток вновь станет дозвуковым. Для определения локальных коэффициентов теплоотдачи на участке трубы, где газ движется со сверхзвуковой скоростью, получена следующая формула [31] [c.247]

Расчет сопла Лаваля сводится главным образом к определению сечения горла К—К и выходного сечения 2—2 при заданном перепаде давлений. Конструктивное выполнение входной части может быть до некоторой степени произвольным важно сохранить лишь плавное очертание стенок. Выходной участок должен быть таким, чтобы в концевом сечении 2—2 обеспечить параллельность вытекающих струек такое требование обусловливается наилучшим использованием струи. Важно отметить, что никаких вихрей в противоположность обычному диффузору на участке [c.257]

Пусть из сосуда неограниченного объема с давлением p происходи г истечение через сопло Лаваля без трения и теплообмена в среду с дав лением р (р > р )- Заданной форме (профилю) сопла соответствует определенная (расчетная) величина давления в выходном сечении р [c.243]

На рис. 3.4 представлена форма сопла Лаваля круглого сечения, соответствующая значениям F, приведенным на графике. Длина расходящейся части сопла выбирается таким образом, чтобы угол расхождения не превышал определенного значения (в данном случае 16°) во избежание отрыва потока от стенок. [c.95]

Первые синхронные генераторы, приводимые в действие паровыми машинами или двигателями внутреннего сгорания через ременную передачу, работали с малым числом оборотов окружная скорость ротора для таких машин составляла не более 15—25 м/с. С ростом мощности электрических генераторов повышалось требование равномерности вращения, что не обеспечивалось ни паровой машиной, ни двигателями внутреннего сгорания с их пульсирующим движением поршня и кривошипно-шатунным механизмом. В связи с этим в начале 90-х годов были разработаны специальные генераторы маховикового типа, в которых для уменьшения неравномерности хода была увеличена инерция вращающихся частей. В этих генераторах вращающиеся индукторы одновременно играли роль маховиков для первичного двигателя. Первичные поршневые двигатели накладывали определенные ограничения на конструкции синхронных генераторов их приходилось строить с большим числом полюсов, что, в свою очередь, увеличивало расход активных материалов и потери энергии в машине. Таким образом, хотя паровая машина к концу XIX в. достигла высокой степени совершенства, она не годилась для привода мощных электрических генераторов, так как не позволяла сконцентрировать большие мощности в одном агрегате и создать требуемые высокие скорости вращения. На смену паровым машинам пришли паровые турбины. Первоначально использовали сравнительно тихоходные турбины конструкции шведского инженера Г. П. Лаваля [35]. [c.81]

Сопло Лаваля. Для того чтобы газ мог вытекать из сосуда с определенной сверхзвуковой скоростью, насадок должен иметь специальную форму. Насадок. служащий для получения сверхзвуковой скорости, называется соплом Лаваля. [c.521]

Сопло Лаваля. Для того чтобы газ мог вытекать из сосуда с определенной [c.693]

При сверхзвуковых скоростях спонтанная конденсация проявляется в специфической форме скачков конденсации, возникающих в расширяющейся части сопл Лаваля. Как известно [61], при определенных условиях скачки конденсации могут совершать периодически нестационарное движение в сопле, что неизбежно приводит к возникновению значительных пульсаций параметров потока. Физическая природа возникающей нестационарности объясняется следующим образом. Локальный подвод теплоты парообразования к сверхзвуковому потоку, выделяющейся при конденсации, приводит к возникновению скачка конденсации, т. е. к резкому торможению потока. При некоторых начальных параметрах пара (перегрев ДТо или Iso[c.205]

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]

В последнее время для определения объемного паросодержания и скольжения была разработана методика расчета этих параметров через полное давление торможения, измеренное при помощи зонда, который был установлен в выходном сечении трубы с диафрагмой [73]. Примерно аналогичный зондовый метод был применен и для определения перегрева жидкой фазы Б конусной части сопла Лаваля. Между тем, как установлено теоретически и экспериментально [18], при взаимодействии зонда со сверхзвуковой пароводяной смесью происходит образование перед ним косого скачка уплотнения, в котором могут протекать и процессы конденсации, и процессы испарения капель. Неучет этого может привести к значительным погрепшостям в определении параметров смеси. По этой же причине этот метод также не может быть использован для определения параметров точно в критическом сечении. [c.168]

Фиг. 51. Диаграмма для определения давлений в полном выходном сечении сопла Лаваля при скачках уплотнения.

Первые теории критических угловых скоростей вала и первые определения критических угловых скоростей были созданы в связи с опытами над балансировкой высокооборотных роторов турбин Лаваля. Вопросами определения критических угловых скоростей занимался Сто-дола [165], который создал теорию, хорошо согласующуюся с опытом. [c.273]

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]

Расчет сопл Лаваля в переменных режимах производится обычными методами, но с учетом переохлаждения и фазовых переходов. Задача расчета в режимах первой и второй групп сводится к установлению положения конденсационного скачка в сопле и определению интенсивности волн разрежения (или скачков уплотнения). При этом в зависимости от параметра f выясняется возможность последовательной конденсации внутри сопла. [c.236]

В определенных условиях расширение пара в соплах Лаваля сопровождается выпадением влаги. Высокая дисперсность двухфазного потока и равномерность распределения капель по объему практически не приводит к заметному эрозионному износу поверхности сопла. [c.95]

Распределение давлений по соплу Лаваля при различных режимах приведено на рис. 1-44. Здесь же нанесена кривая расхода в зависимости от еа. Расход через сопло начинает меняться при Ва еш, т. е. при переходе в четвертую группу режимов. Для определения 8im служат кривые, приведенные на рис. 1-45, которые построены по формуле [c.90]

Полученные уравнения (5.42), (5.44), (5.46) эквивалентны и выбор их должен определяться только простотой получения решения. Прежде чем приступить к решению уравнений, сделаем некоторые общие замечания об их свойствах. Все полученные уравнения нелинейны, так как в них искомые функции входят не в первой степени, что, как известно, чрезвычайно затрудняет получение решений. Кроме того, напомним, что согласно определению (5.39) на звуковой линии 5 = О, з < О соответствует дозвуковому, а 5 > О — сверхзвуковому потоку. Тогда легко заметить, что все основные уравнения [например (5.44) ] в дозвуковой области эллиптического типа, а в сверхзвуковой — гиперболического. Это также осложняет решение, так как методы его получения различны для эллиптических и гиперболических уравнений. Следует отметить, что задача о трансзвуковом потоке даже после упрощений остается одной из самых сложных в газовой динамике. Эти замечания касаются сложности решения краевых задач. Некоторые частные решения, имеющие практическую ценность, строятся достаточно просто. Рассмотрим два таких решения, которые позволяют выяснить особенность перехода через скорость звука в сопле Лаваля. [c.133]

Реактивные решетки с расширяющимися межлопаточными каналами. Рассмотрим некоторые результаты опытного исследования таких решеток. На определенных режимах в межлопаточном канале, как и в одиночном сопле Лаваля (гл. 8), возникают скачки уплотнения, причем их положение и интенсивность зависят от давления еа и геометрического параметра [,=F,/F.=a2/a . По мере уменьшения gj скачки перемещаются к выходному сечению канала. На расчетном режиме, определяемом по отношению /1, образуются только кромочные скачки. Спектр течения в межлопаточном канале такой решетки можно видеть на рис. 12.14,5. [c.310]

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]

Приращения удельной тяги AR соответственно в идеальном и в вязком приближениях определяются по отношению к удельной тяге R сопел sO с плавным сужением и с изломом в точке а. Для идеального газа из сопел с плавным сужением они реализуют максимум R. Согласно табл. 1 и 2, такое же преимущество сопел с изломом сохраняется и для вязкого газа. Отрицательный вклад (AR ) в тягу осевой компоненты интеграла сил трения по стенкам дают в процентах (отнесенные к R ) — предпоследние столбцы таблиц. Наряду с этим вязкость оказывает влияние на интегральные характеристики сопел через вытесняющий и сглаживающий (см. ниже) эффекты. Принятый способ определения тяги и расхода через соответствующие интегралы в сечении выхода из сопла учитывает суммарное воздействие всех этих эффектов. Информацию о всех потерях удельной тяги R дает приведенное в последнем столбце таблиц ее отношение к соответствующей идеальной величине R[ . Здесь R[ — удельная тяга сопла Лаваля, реализующего на выходе при тех же F /Fa равномерный поток идеального газа. [c.344]

Пусть разность давлений рх — р, обусловливающая движение газа, такова, что его скорость ад может сделаться больше скорости звука в таком случае постепенное увеличение скорости ад до своего конечного — сверхзвукового — значения, определяемого формулой (10), может быть достигнуто только в том случае, если движение происходит в трубе, сначала суживающейся, а затем вновь определенным образом расширяющейся (такая труба называется соплом Лаваля, см. ниже). Поэтому, если газ вытекает из резервуара в пространство (в котором давление достаточно мало, чтобы могла возникнуть сверхзвуковая ско- [c.358]

При движении со сверхзвуковой скоростью, которая может быть достигнута, конечно, только путем предварительного прохождения газа через поставленное перед трубой сопло Лаваля, сужение расширяющегося потока влечет за собой уменьшение скорости и повышение давления. Скорость звука с, соответствующая критическому давлению, по-прежнему является предельной достижимой скоростью при непрерывном изменении давления. Однако эта предельная скорость может быть достигнута в действительности только при условии, что труба имеет вполне определенную, не очень большую длину, зависящую от начального состояния газа и величины сопротивления трения. В трубе же с большей длиной происходит где-либо внутри трубы скачок уплотнения, скорость течения из сверхзвуковой делается дозвуковой и дальнейшее течение происходит так, как было описано выше для случая дозвуковой скорости. [c.375]

При работе на вакуумных камерах можно получать как дозвуковые, так и сверхзвуковые потоки. Однако трубы, в которых создается поток, устремляющийся в вакуумную камеру, в обоих случаях должны иметь совершенно различную форму. В трубе для дозвуковых потоков рабочее пространство расположено непосредственно вслед за всасывающей воронкой (рис. 258). Из рабочего пространства поток попадает в суживающуюся трубу с регулируемым просветом. В самом узком сечении этой трубы скорость потока делается равной скорости звука и тем самым устанавливается вполне определенное количество протекающего воздуха. В трубе же для сверхзвуковых потоков рабочему пространству должно предшествовать сопло Лаваля (рис. 259). Поперечное сечение рабочего пространства получается больше, чем в трубе для дозвуковых потоков. Самое узкое поперечное сечение сопла Лаваля должно быть [c.407]

О явлении ассоциации молекул. Об уравнении состояния при учете ассоциации молекул. Применение дифференциальных уравнений термодинамики при составлении по опытным данным уравнения состояния. Применение дифференциальных уравнений термодинамики при определении по уравнению состояния Ван-дер-Ваальса термодинамических свойств вандерваальсовского газа. О квантах энергии. Диаграмма Молье. Вычисление по диаграмме Молье скорости истечения пара. Доказательство того, что критическая скорость истечения равна скорости звука. Сопло Лаваля и расчет его. Доказательство того, что энтальпия пара после дросселирования равна его энтальпии до дросселирования. Учебник Брандта, 1918. [c.211]

Блестящих результатов в самых различных отделах механики достиг гениальный ученый Николай Егорович Жуковский (1847—1921), основоположник авиационных наук экспериментальной аэродинамики, динамики самолета (устойчивость и управляемость), расчета самолета на прочность и т. д. Его работы обогатили теоретическую механику и очень многие разделы техники. Движение маятника теория волчка экспериментальное определение моментов инерции вычисление пла нетных орбит, теория кометных хвостов теория подпочвенных вод теория дифференциальных уравнений истечение жидкостей сколь жение ремня на шкивах качание морских судов на волнах океана движение полюсов Земли упругая ось турбины Лаваля ветряные мельницы механизм плоских рассевов, применяемых в мукомольном деле движение твердого тела, имеющего полости, наполненные жидкостью гидравлический таран трение между шипом и подшипником прочность велосипедного колеса колебания паровоза на рессорах строительная механика динамика автомобиля — все интересовало профессора Жуковского и находило блестящее разрешение в его работах. Колоссальная научная эрудиция, совершенство и виртуозность во владении математическими методами, умение пренебречь несущественным и выделить главное, исключительная быстрота в ре-щении конкретных задач и необычайная отзывчивость к людям, к их интересам — все это сделало Николая Егоровича тем центром, вокруг которого в течение 50 лет группировались русские инженеры. Разрешая различные теоретические вопросы механики, Жуковский являлся в то же время непревзойденным в деле применения теоретической механики к решению самых различных инженерных проблем. [c.16]

Расширяющаяся часть сопла Лаваля создает условия для лолу-чения сверхзвукового потока, которые не могут быть созданы только понижением давления в среде, куда происходит истечение. Расчет комбинированного сопла сводится к определению прохсдных сечений сопла и при заданном расходе G и угле уширения сопла а, который обеспечит безотрывное течение газа (рис. 10.6). [c.137]

Правая ветвь рг соответствует дозвуковым (М <1 т1р<Сркр), а левая — сверхзвуковым (М 3> 1 и р-< р р) режимам течения. Каждому сечению сопла Лаваля соответствует определенная [c.50]

Как только в минимальном сечении сопла скорость потока становится равной скорости звука,расход через сопло Лаваля перестает меняться при дальнейшем уменьшении ро- Это значение расхода равно = Ркр кр тш (см. (6.9)). Предельный расход, как и в случае простого сопла, зависит только от параметров торможения и величины минимального сечения. Данное сопло при заданных параметрах торможения обладает определенной пропускной способностью, т. е. через него нельзя пропустить расход газа, больший р- При проектировании сопел по заданным расходу р и параметрам газа в баллоне подбирают Smin/ вых- [c.52]

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]

Пользуясь этой же формулой, определяют г кр, подставляя в нее вместо Дпол величину hup и ад-. После этого по заданному расходу М и по формуле 8-15 определяют fmin, а по формуле (8-16) —величину f, т. е. сечение сопла Лаваля на выходе из него пара. Формулы (8-17) — (8-19) служат для определения других размеров сопла., [c.115]

ПО определению расходных характеристик круглых сходящихся сопел при протекании испаряющейся жидкости [41 было обнаружено, что критическое отношение давлений жидкостно-парового потока неоднозначно. После установления кризисного состояния давление в выходном сечении суживающихся сопел, оставаясь выше давления во внешнем пространстве, убывает с уменьшением противодавления в довольно широком диапазоне отношений PnplPv Критическое давление перестает заметно отзываться на изменение противодавления лишь при Р р/Р, 0,30 0,25. Уровень, на котором происходит стабилизация Pnpi Pi, зависит при прочих равных условиях от абсолютного давления жидкости перед соплом. Таким образом, для потока испаряющейся жидкости характерно наличие зоны кризисных отношений давлений, располагающейся в интервале относительных противодавлений PnJPi примерно от 0,7 и ниже. Такие же свойства обнаруживает жидкостно-паровой поток и при течении в соплах типа Лаваля. Из кривых рис. 2 видно, что в области критических к сверх-критических перепадов давлений (от Р /Р О, до 0,17) давление в горле Pjy с уменьшением противодавления снижается дальнейшее убывание противодавления уже не сказывается на отношении PJP-,. [c.193]

Каналы (достаточно короткие), имеющие входную сужающуюся часть и выходную расширяюп уюся— диффузор, называются соплами Лаваля . Если в минимальном сечении сопла Лаваля скорость достигла скорости звука, то в расширяющейся части она может стать больше или меньше скорости звука — в зависимости от величины противодавления. Дозвуковых режимов истечения данного газа из сопла Лаваля, заданных размеров, может быть очень много, в то время как существует только один режим сверхзвукового истечения, осуществляющийся при определенном значении противодавления, равном давлению в выходном сечении сопла. При несоблюдении этого условия в расширяющейся части сопла Лаваля возможны, так называемые скачки уплотнений (когда давление в выходном сечении меньше величины противодавления), сопровождающиеся потерями энергии. Весовой расход газа при сверхзвуковом режиме не может превзойти максимального значения расхода в наименьшем сечении при достижении в этом сечении скорости звука. [c.121]

В конденсирующих инжекторах используются сопла Лаваля. Расчетный режим работы такого сопла предусматривает равенство давлений на срезе сопла и в окружающей среде, куда происходит истечение. В конденсирующем инжекторе за срезом парового сопла продолжается дальнейшее расширение парового потока, обусловленное конденсацией пара на жидкости, т. е. паровое сопло конденсирующего инжектора работает в режиме недорасширения. Однако на выходных кромках сопла в месте встречи струй пара и жидкости возможно появление не только волн разрежения, но и скачка уплотнения или, по крайней мере, системы волн сжатия. В работе [2 ] указывается, что при определенных соотношениях кинетической энергии жидкостного и парового потоков в сечении встречи струй в сверхзвуковом потоке пара возникает скачок уплотнения. Тем не менее, в непосредственной близости от среза сопла наблюдается понижение давления пара до минимального значения в камере смешения Рктш- Оно зависит, прежде всего, от коэффициента инжекции и и температуры охлаждающей жидкости. 0 объясняется изменением температуры межфазной поверхности, определяющей статическое давление насыщения. При уменьшении и и увеличении температуры охлаждающей жидкости величина тш увеличивается, а соответствующее сечение сдвигается вверх по потоку. [c.125]

Расчет сопла Лаваля заключается в определении по заданному секундному расходу О газа или пара и величинам начального давления и противодавления р минимального и выходного сечений сопла применительно к условиям расчетного режима течения, т. е.. при р =р2- Предположим вначале, что течение изоэнтропично 1, и проведем на -диаграмме [c.212]

В первых параграфах этой главы говорится о циклах Карно и Ренкина и выводятся ( )ормулы их теоретических к. и. д. В этой части ничего нового по отношению к предыдущим рассмотренны.м нами учебникам не дается. В учебнике Брандта даже не дано выражение термического к. п. д. цикла Ренкина через энтальпии пара, хотя диаграмма I — была уже расс.мотрена при определении скорости истечения пара. Отсутствует в учебнике Брандта анализ выведенной формулы термического к. п. д. цикла и выявление факторов, повышающих его величину. В 1918 г. можно было бы сказать и об особенностях и значении паров повышенных давлений, о выгодности применения которых уже говорилось в конце ХГХ столетия. В первых же десятилетиях XX столетия пары повышенного давления получили практическое применение (Лаваль, В. Ш.мидт и др.), что и подтвердило их огромное преимущество. [c.206]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...