Относительное движение газа и твердых тел со сверхзвуковыми скоростями

Течение газа в расширяющемся канале. Рассмотрим случай течения газа в сужающемся канале.

Вдоль канала, стенки которого ограничивают поток газа, должно удовлетворяться условие сплошности.

Для того чтобы в выходном сечении канала установилось давление окружающей среды, меньшее критического, канал должен постепенно расширяться. В этом случае скорость истечения газа в окружающую среду будет больше звуковой, так как давление, устанавливающееся в выходном сечении канала, меньше критического.

Для получения скорости истечения газа, большей скорости звука, необходимо сначала в сужающемся канале снизить давление до критического, а затем в расширяющемся канале дополнительно снизить давление от критического значения до давления окружающей среды.

Подобный канал, называемый соплом Лаваля, показан на рис. 4.4.

Расширение газа сначала в сужающемся, а затем в расширяющемся канале для увеличения скорости потока от меньшей скорости звука до сверхзвуковой скорости осуществляется со сравнительно малыми гидравлическими потерями.

Сопло Лаваля

Рис. 4.4. Сопло Лаваля

Уравнение сохранения энергии изоэнтропного горизонтального потока идеального газа, записанное через параметры торможения, связывает их с текущими параметрами состояния Т,р, р в любом сечении потока:

(4.13)

i к-1

или

где Т0, i0,p0, р0— параметры потока в заторможенном состоянии, т.е. при скорости v = 0.

Для адиабатического изоэнтропного потока газа все параметры торможения остаются постоянными по длине потока. Для адиабатического потока с трением, для которого энтропия вдоль потока меняется, параметры торможения р0, р0 будут различными в разных сечениях, а температура торможения Т0, энтальпия торможения /0 и отношение р(0 остаются вдоль потока постоянными.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >