Расчёт параметров потока газа в характерных сечениях и их изменение по длине сопла Лаваля. Расчет сопла Лаваля при действительном процессе расширения газа

Страницы работы

20 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Задание.

Рассчитать параметры потока газа в характерных сечениях и их изменение по длине сопла Лаваля:

1.  Определить параметры заторможенного потока ;

2.  Определить параметры потока в критическом сечении сопла ;

3.  Параметры потока в выходном сечении сопла ;

4.  Расход газа через сопло;

5.  Построить зависимости:

а) изменения газодинамических функций  ;

б) параметров потока газа по длине сопла .

Рис. 1. Схема сопла Лаваля.

Исходные данные:

·  скорость потока на входе

·  температура газа на входе

·  давление газа на входе

·  диаметр входного сечения сопла

·  угол конусности дозвуковой части сопла

·  угол расширения сверхзвуковой части сопла

·  рабочее тело – воздух;

·  истечение происходит в атмосферу ;

·  процесс расширения газа принять изоэнтропным.

1.  Расчёт сопла Лаваля.

1.1. Расчёт параметров газа в характерных сечения сопла.

1.1.1. Входное сечение сопла.

Температура заторможенного потока:

,

где  - температура газа на входе в сопло, К;  - скорость газа во входном сечении сопла, ;  - показатель изоэнтропы воздуха;   - удельная газовая постоянная воздуха.

Критическая скорость потока:

.

Приведённая скорость потока:

.

По таблицам газодинамических функций  или по формулам определяем:

Приведённая температура:

.

Приведённое давление:

.

Приведённая плотность:

.

Приведённый расход:

Местная скорость звука:

.

Число Маха:

.

Параметры заторможенного потока:

Полное давление:

.

Плотность заторможенного потока:

.

Поскольку течение газа принято изоэнтропным, то параметры заторможенного потока  остаются постоянными вдоль сопла.

1.1.2. Критическое сечение сопла

Из уравнения неразрывности:

Площадь и диаметр критического сечения:

.

Приведенная скорость:

 

Число Маха:

Приведённая температура:

.

Приведённое давление:

.

Приведённая плотность:

.

Приведённый расход:

.

Параметры газа в критическом сечении

Давление газа:

.

Температура газа:

.

Плотность газа:

.

1.1.3.  Выходное сечение сопла

Приведённое давление:

.

Безразмерная скорость:

Приведённая температура:

Приведённая плотность:

.

Приведённый расход:

.

Температура газа:

Плотность газа:

Скорость потока:

.

Местная скорость звука:

.

Число Маха:

Диаметр выходного сечения:

1.1.4.  Расход газа через сопло:

1.2. Изменение параметров потока вдоль сопла Лаваля.

1.2.1. Дозвуковая часть сопла.

Длина дозвуковой части сопла:

.

Разбиваем дозвуковую часть сопла сечениями нормальными к оси сопла на 10 и более частей. Части могут быть равными, но лучше сгустить их к критическому сечению сопла. Сечение 1 является входом в сопло.

По известному расстоянию и углу конусности дозвуковой части сопла определяем диаметры в заданных сечениях.

Например для i-го сечения:

.

По известному диаметру в i-м сечении находим газодинамическую функцию приведённый расход в i-м сечении:

.

Пользуясь таблицами газодинамических функций или формулами определим приведённую скорость потока .

Остальные газодинамические функции определяем по формулам:

Скорость потока:

.

Статическая температура:

.

Статическое давление:

.

Скорость звука:

.

Число Маха:

.

Результаты  расчёта заносим в таблицу 2.

Табл. 1.1 - Параметры потока в дозвуковой части»

п/п

l, м

d, м

q

λ

τ

π

ξ

a, м/с

c, м/с

M

p, Па

T, К

ρ, кг/м3

1

0

0,05

0,3181

0,208

0,992

0,975

0,9821

425,19

80

0,190

1000000

450

7,738

2

0,0026

0,0476

0,351

0,2304

0,991

0,9694

0,978

424,84

89,73

0,211

993613

449,1

7,706

3

0,0052

0,0452

0,3892

0,2568

0,989

0,9621

0,9728

424,38

100,0

0,235

986121

448,2

7,665

4

0,0078

0,0427

0,4362

0,2898

0,986

0,9519

0,9654

423,73

112,8

0,266

975664

446,8

7,607

5

0,0104

0,0403

0,4897

0,3292

0,981

0,9382

0,9555

422,86

128,2

0,303

961668

445,0

7,529

6

0,013

0,0379

0,5536

0,3774

0,976

0,9194

0,9417

421,63

146,9

0,348

942346

442,4

7,420

7

0,0156

0,0355

0,631

0,4398

0,967

0,8916

0,9213

419,79

171,3

0,408

913911

438,5

7,260

8

0,0182

0,033

0,7302

0,5281

0,953

0,8465

0,8878

416,69

205,6

0,493

867712

432,1

6,99

9

0,0208

0,0306

0,8493

0,6575

0,927

0,7697

0,8295

411,07

256,1

0,623

788951

420,5

6,536

10

0,0234

0,0282

1

1

0,833

0,5283

0,6339

389,55

389,5

1

541489

377,6

4,995

1.2.2. Сверхзвуковая часть сопла

Длина сверхзвуковой части сопла:

.

Разбиваем сверхзвуковую часть сечениями нормальными к оси сопла на 10 равных частей.

Параметры потока и приведенные величины определяются по зависимостям приведенным в пункте 2.2.1.

Результаты расчеты заносим в таблицу 3.

Табл. 3. - Параметры потока в сверхзвуковой части

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Домашние задания
Размер файла:
683 Kb
Скачали:
0