Расчет параметров газа в критическом сечении

 

Критическое сечение рассчитывается из условий достижения критической скорости потока, равной скорости звука , откуда следует, что коэффициент скорости , число Маха . Используя газодинамические функции (4.6 – 4.8) находим критические давление , температуру и плотность . Из (4.1) определяем критические скорость звука и скорость потока . С помощью уравнения неразрывности (4.3) находим площадь критического сечения и диаметр .

 

Расчет параметров газа во входном сечении

 

По заданной скорости газа на входе в сопло находят значения коэффициентов скорости и числа Маха по (4.4 – 4.5). Далее из газодинамических функций (4.6 – 4.8) определяют входные давление , температуру и плотность .

 

Расчет параметров газа в выходном сечении

 

В выходном сечении необходимо соблюсти условия равенства давлений на выходе и срезе сопла (внешнего давления окружающей среды). Для этого из (4.6) выражаем коэффициент скорости на выходе через давление .. Далее из (4.5) находим скорость на выходе , а из (4.4) число Маха . Используя газодинамические функции (4.7, 4.8), определяем температуру и плотность на выходе. С помощью уравнения неразрывности (4.3) находим площадь выходного сечения и диаметр .

 

Расчет параметров газа в дополнительных сечениях

 

Зададимся значением скорости газа в дополнительных сечениях А, В. Для этого разобьем промежуток скоростей между входным и критическим сечениями на три равных интервала и присвоим полученные значения скоростям в сечении А и В - и соответственно. Аналогично поступим для сечений С и D, только разбивать будем промежуток скоростей между критическим и выходным сечениями.

Далее по известной скорости в сечении А находим значения коэффициента скорости и числа Маха по (4.4 – 4.5). Затем из газодинамических функций (4.6 – 4.8) определяем давление , температуру и плотность в сечении А, с помощью уравнения неразрывности (4.3) находим площадь сечения и диаметр .

Для сечений В, С и D расчет проводим аналогично.

 

Геометрический расчет сопла

 

Геометрический расчет сопла заключается в определении длин входной части и выходной части . Расчет ведем по известным диаметрам на входе , в критике и выходе , а так же углы раствора входной и выходной частей сопла Лаваля. Результаты газодинамического и геометрического расчетов сводятся в таблицу по форме и представляются в виде графиков.

 

Таблица 4.1 - Результаты расчета

	Р, МПа	, кг/м^3	Т, К	W, м/с	, м/с		М	F, м^2	d, м
Вход
Сеч. А
Сеч. В
Критика
Сеч. В
Сеч. Г
Выход
Парам. тормож.

Примечание

По окончании всех расчетов, необходимо предоставить результаты работы на одном плакате формата А1. При расчете разветвленного трубопровода - начертить пьезометрический график, при расчете короткого трубопровода – его схему, при расчете сопла Лаваля – основные характеристики всех полученных значений, взятых из таблицы конечных результатов, в виде графика в зависимости от характеристики сопла.

Спецвопрос - оформить в надлежащем виде, в количестве не менее 6 печатных листов, используя формулы и графики.

Список литературы

 

1. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. / Л.Г. Лойцянский. М.: Дрофа, 2003. 840 с.

2. Фалеев В.В. Гидравлические расчеты в теплоэнергетических системах: учеб. пособие / В.В. Фалеев, И.Г. Дроздов, С.В. Фалеев. - Воронеж: ВГТУ, 2000. 109 с.

3. Альтшуль А.Д. Гидравлические сопротивления. / А.Д Альтшуль. 2-е изд. - М.: Недра, 1982. - 223 с.

4. Самойлович Г.С. Сборник задач по гидроаэромеханике: учеб. пособие / Г.С. Самойлович. В.В, Нитусов. - М.: Машиностроение, 1986. - 162 с.

5. Теплофизические свойства веществ: справочник. - М.: Энергоиздат, 1982. - 406 с.

6. СТП ВГТУ 62-2007. Текстовые документы (курсовые работы (проекты), рефераты, отчеты по лабораторным работам, курсовые работы). Правила оформления. - Воронеж: ВГТУ, 2007. – 53 с.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А