Таким
образом, и
и
определяются
параметрами торможения. Из уравнений (5.20) и (5.21) после несложных
преобразований можно получить
. (5.22)
Разделив
обе части равенства (5.22) на , запишем
. (5.23)
Величина
(критерий
Маха) характеризует отношение кинетической энергии к потенциальной энергии;
–
отношение кинетической к полной энергии (приведенная скорость). С учетом
безразмерных параметров М и
уравнение (5.23) можно
представить в виде
. (5.24)
Рис. 5.2
Изменение
М и находится
в пределах
;
. При
М < 1 поток считается дозвуковым, при М = 1 – звуковым и при М > 1 –
сверхзвуковым. Газ можно считать несжимаемой средой, если
, а при М >
0,1 обычно следует учитывать его сжимаемость (см. также указание в разд. 1.2).
После несложных преобразований уравнение (5.24) примет вид
. (5.25)
Выразим
теперь в относительных величинах значения . Разделив
выражение (5.13б) на
и помня, что
, с
учетом уравнения (5.17) получим
, (5.26)
или
. (5.26а)
Из уравнений (1.2) и (1.4) следует
;
.
Подставив
эти значения в
формулу (5.26а), запишем
, (5.26б)
. (5.26в)
Таким
образом можно установить связь между относительными параметрами и приведенной
скоростью
, (5.27)
, (5.27а)
. (5.27б)
При
течение
будет звуковое, и параметры имеют критические значения. В этом случае
соотношения (5.27) имеют вид
, (5.28)
, (5.28а)
. (5.28б)
Приведенный
удельный расход. Удельным расходом (плотностью потока) называется
отношение массового расхода к площади сечения потока
.
Выразим его через критические параметры полного торможения с учетом (5.27б)
. (5.29)
При
параметры
имеют критические значения. Отношение
называется удельным
приведенным расходом,
. (5.30)
Газодинамическая
функция связывает
геометрические параметры канала с основными параметрами потока.
В
расчетах часто используется газодинамическая функция , равная
отношению кинетической энергии к давлению полного торможения
. (5.31)
По уравнениям (5.26), (5.27), (5.30), (5.31) можно рассчитать любой параметр потока при известных других. Для облегчения расчетов эти функции сведены в таблицы газодинамических функций, которые приведены в литературе [1].
5.2.3. Движение газов в канале с переменной площадью
живого сечения
Продифференцировав выражение (5.8) по х, запишем уравнение (5.8) в следующем виде:
(5.32)
Так
как для изоэнтропного процесса в баротропной среде то
(5.33)
Из уравнений (5.32) и (5.33) следует
Подставив
из
уравнения (5.9) и выполнив немногочисленные преобразования, получим
(5.34)
Уравнение (5.34) позволяет провести качественный анализ изменения параметра движения в канале с переменным сечением (таблица).
Отметим основные результаты такого анализа.
Дозвуковое движение (при М < 1):
– сечение убывает, скорость растет;
– сечение растет, скорость убывает.
Такая закономерность движения наблюдается в трубах, руслах, каналах.
В сверхзвуковом потоке (при М > 1):
– в диффузоре сечение увеличивается, то же происходит и со скоростью;
– в конфузоре сечение уменьшается, скорость падает.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.