Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Теплотехника -> Чечеткин А.В. -> "Теплотехника" -> 19

Теплотехника - Чечеткин А.В.

Чечеткин А.В. Теплотехника: Учеб. для хим.-технол. спец. вузов — М.: Высш. шк., 1986. — 344 c.
Скачать (прямая ссылка): teplotech.pdf
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 125 >> Следующая

ном сечении сопла будем иметь критические параметры скр, vKp, ркр и Ткр. Из уравнения (1.171) следует, что при всех скоростях истечения выше скорости звука (с > а) профиль сопла должен быть расширяющимся, так как в этом случае df/f> 0. Впервые профиль такого сопла был предложен шведским инженером Л авалем. Очевидно, сопло Лаваля позволяет получить скорость потока рабочего тела, выходящего из насадки, выше скорости звука в данной среде. На рис. 1.29 приведен профиль сопла Лаваля и характер изменения в нем р и с при течении в нем рабочего тела.
В инженерных расчетах химической технологии для реальных газов и перегретых паров низких давлений ?Kp, а следовательно, и ркр находят из уравнения (1.165). Так, для перегретого водяного пара, приняв как для трехатомного газа k = 1,3, из этого уравнения находим ?Kp = 0,55.
Скорость пара или реального газа на выходе из сопла рассчитывается по формуле (1.161), а критическая скорость истечения — по формуле
скр= 1,414 ]/ht - V (1.172)
В этих формулах hx, h2 и hKp находятся либо по /w-диаграмме, как это указано на рис. 1.30, либо с помощью таблиц: hi — по pi и гь h2 — по
р2 И S2 = Si И /1Кр - ПО рКр И SKp = Si-
Для расчета секундного расхода пара или реального газа через сопло, либо для расчета его характерных сечений /min и /тнх используется уравнение сплошности (1.135). Входящее в это уравнение v2 или укр находится или непосредственно из /«-диаграммы, как это наглядно показано на рис. 1.30, или с помощью таблиц: v2 — для р2 и s2 = = Si и vKp - для ркр И SKp = Si.
Температура торможения. При адиабатном течении рабочего тела в неподвижном канале уравнение (1.147) принимает вид
d (с2/2) + dh = 0. (1.173)
Таким образом, всякое изменение кинетической энергии рабочего
49
А


5
Рис. 1.30. Графическое изображение процесса течения рабочего тела по соплу Лаваля в координатах к, $

Рис. 1.31. Изображение процесса торможения потока
тела будет вызывать соответствующее (обратное) изменение его энтальпии, а следовательно, и температуры.
Пусть поток при адиабатном течении набегает на какое-либо тело М. Тогда в соответствии с рис. 1.31 какая-то центральная струйка рабочего тела (потока) при ударе по нормали о тело М в точке О, полиостью потеряв свою кинетическую энергию, повысит свою температуру. Точка, в которой скорость рабочего тела обращается в нуль, называется точкой нулевой скорости, а температура в этой точке — температурой полного торможения. Для определения этой температуры напишем интегральное выражение уравнения (1.173) для газа:
срт {Т2 - 7\) + (с22 - с\)/2 = 0. (1Л74)
Пусть Тх и Сх относятся к некоторому сечению А-В газового потока, в котором газ еще не испытывает влияния на свое движение тела М, а Т2 и с2 — к газовому потоку в точке О. В этом случае с2 — 0, а температура торможения Тт = Т2 найдется из уравнения (1.174):
Тг=Тх + с2х/{2срт). (1.175)
Для идеального газа ср = с„ + Я = ср/1< + Я, или
с„= —^—К. р к-1
Подставляя это выражение в уравнение (1.175), получим
Я 2 '
Т-Г = Тх +
Для воздуха газовая постоянная 2? = 287 Дж/(кг-К); к = 1,4 и поэтому для него уравнение (1.175) примет следующий вид:
Тг = Ъ + 5 ЫЮО)2.
Диффузор. При течении рабочего тела в соплах (насадках) имеет место непрерывное понижение давления и возрастание скорости потока, т. е. в соплах протекает процесс превращения потенциальной энергии в кинетическую. Каналы, в которых происходит превращение
50
кинетической энергии потока в потенциальную, т. е. повышение давления за-счет снижения скорости потока, называются диффузорами. Так как в диффузорах всегда dp > 0, то из' формулы (1.171) следует, что при всех значениях скорости потока при входе в диффузор Ci < а = скр профиль его должен быть расширяющимся (d/> 0), а при сх > а = скр он должен быть сперва суживающимся (d/< 0), а затем расширяющимся (d/> 0). В первом случае давление потока возрастает до р2 ^ ркр, во втором — в минимальном сечении диффузора он достигает величины ркр, а затем становится больше его. При условии обратимости процесса в диффузоре работа, затрачиваемая в нем на сжатие потока от pi до р2, очевидно, равна по абсолютной величине располагаемой работе при течении потока в насадках (соплах), но противоположной по знаку, т.е. /д„ф = —/0- Следовательно, работа, затрачиваемая в диффузоре на сжатие газового потока, изобразится в системах координат р, v и Т, s (см. рис. 1.23, 1.24) площадями Ь21а и bdABeb соответственно. Направление изображенных на этих графиках процессов — против часовой стрелки, причем процесс 2-1 на ри-диаграмме — сжатие газа в диффузоре. Работа, затрачиваемая на сжатие парового потока в диффузоре, изобразится в координатах Т, s (см. рис. 1.25) площадью 21сЪе2, а в координатах h, s (см. рис. 1.26) — отрезком 2-1, причем линии 2-1 в обеих системах координат изображают процесс адиабатного сжатия пара.
Диффузор является основной частью турбомашии (турбокомпрессоров и турбонасосов), служащих для сжатия рабочего тела и транспортирования его потребителю.
Смешение газов. Рассмотрим смешение газовых потоков и смешение газов при наполнении резервуаров.
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 125 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed