X-PDF

Массовый расход и скорость течения

Поделиться статьей

Термодинамическая теория газового потока позволяет определить массовый расход газа и его скорость истечения.

Количество газа, вытекающее через данное сечение в единицу времени называется массовым расходом (кг/с).

Массовый расход газа через сопло определяется по уравнению неразрывности. Опуская некоторые математические выкладки, приходим к следующему виду выражения для массового расхода:

Массовый расход зависит от площади выходного сечения сопла F, удельного объёма v 1 на входе и давлений на входе и выходе сопла.

Из представленного выражения видно, сто скорость истечения определяется параметрами газа на входе в сопло Р1, v1 и его давлением на выходе Р2.

При истечении газа в вакуум скорость истечения будет максимальной:

В практических расчётах отношение давлений на выходе и на входе в сопло заменяют

Анализируя формулы можно заметить, что массовый расход становится равным нулю при b=1 (Р21) и при b=0 (Р2=0). На практике же возрастание массового расхода идёт с понижением перепада давлений от β=1, до какого-то определённого перепада давлений, называемого критическим, после чего остаётся постоянным до β=0.

Рис. 36. График изменения массового расхода mt и скорости истечения w в зависимости от отношения давлений β.

Также можно увидеть, что при р21, когда b=1 скорость истечения равна нулю, с уменьшением b скорость всё время возрастает, и при р2 =0, когда b=0 она достигает максимального значения. На практике по аналогии с массовым расходом скорость истечения возрастает по мере уменьшения отношения давлений от b=1 до bкр., после чего остаётся постоянной. При b£bкр. скорость достигает своего критического значения, а расход будет максимальным.

Критическим отношением давлений bкр. Называется отношение давлений при котором скорость истечения газа становится равной местной скорости звука.

Критическое отношение давлений bкр. Может быть вычислено по следующему выражению:

Как видим, критическое отношение давлений bкр. Является функцией лишь коэффициента адиабаты .

Давление, при котором достигается скорость звука в данном сечении, называется критическим давлением.

Критическое давление можно рассчитать:

Ркр.кр.Р1

Представленная информация была полезной?
ДА
58.65%
НЕТ
41.35%
Проголосовало: 989

Принимая во внимание, что для идеальных газов β» 0.5 определяем, что

Ркр.=0.5Р1

Следовательно, при протекании потока через сужающее сопло перепад давления больше чем в 2 раза нецелесообразен.

Список литературы

Кошмаров Ю.А., Башкирцев М.П. Термодинамика и теплопередача в пожарном деле. — М.: ВИПТШ МВД СССР, 1987. — 444 с.

Беляев Н.М. Термодинамика. – Киев: Вища школа, 1987. – 344 с.

Н.Н. Лариков Теплотехника: Учеб. Для вузов.-3-е изд., перераб. И доп. – М.:Стройиздат, 1985.-432 с.

Теоретические основы теплотехники: Учебник для студ. Учреждений сред. Проф. образования/ И.А. Прибытников, И.А. Левицкий . Под ред. И.А. Прибыткова.- М.: Издательский центр «Академия», 2004.-464 с.

И.В. Радченко Молекулярная физика. – Москва: Высшая кола, 1965 -480с.

Теплотехника/ Под ред. Г.А. Матвеева. — М., «Высшая школа», 1981 – 480 с.

Техническая термодинамика/ Под ред. В.И. Крутова. — М.: Высшая школа, 1981.

Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика и теплопередача. — М.: Высшая школа, 1988.

Теория тепломассообмена / Под ред. А.И. Леонтьева. — М.: Высшая школа, 1979.

В.Н. Луканин и др. Теплотехника. – Москва: Высшая школа, 2003. -671с.

Теплотехника: Учебник для вузов./ Под ред. Д-ра техн. Наук, проф. В.Л. Ерофеева.-М.:ИКЦ «Академкнига», 2006. -456с.: ил.

Приложения

Приложение 1.

Основные соотношения между внесистемными единицами измерения давления и единицами Международной системы единиц (СИ)

Единица Па бар кгс/см2 мм рт. ст. мм вод. ст.
Па   10-5 1.02 10-5 7.5024 10-3 0.102
Бар 105   1.02 7.5024 102 1.02 104
Кгс/см2 9.8067 104 0.98067     104
мм рт. ст.   1,33 10-3 1.36 10-3   13.6
мм вод. ст. 9.8067 9,8067 10-5 10-4 7.35 10-2  

Приложение 2.

Некоторые наиболее часто встречающиеся химические соединения.

Вещество Формула Молярная масса, кг/кмоль Плотность, кг/м3
воздух   28.96 1.293
кислород О2 32.00 1.429
азот N2 28.03 1.251
водород H2 2.016 0.090
хлор Cl2 70.905 3.22
гелий He 4.002 0.179
аргон Ar 39.948 1.784
водяной пар H2O 18.016 0.868
диоксид азота NO2 46.005 1.49
монооксид углерода CO 28.01 1.250
двуоксид углерода CO2 44.01 1.977
ацетилен (этин) C2H2 26.036 1.171
этилен (этен) C2H4 28.052 1.261
аммиак NH3 17.032 0.771
метан CH4 16.032 0.717
этан C2H6 30.070 1.356
пропан C3H8 44.096 2.004
бутан C4H10 58.123 2.703

Приложение 3


Поделиться статьей
Автор статьи
Анастасия
Анастасия
Задать вопрос
Эксперт
Представленная информация была полезной?
ДА
58.65%
НЕТ
41.35%
Проголосовало: 989

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram

ОБРАЗЦЫ ВОПРОСОВ ДЛЯ ТУРНИРА ЧГК

Поделиться статьей

Поделиться статьей(Выдержка из Чемпионата Днепропетровской области по «Что? Где? Когда?» среди юношей (09.11.2008) Редакторы: Оксана Балазанова, Александр Чижов) [Указания ведущим:


Поделиться статьей

ЛИТЕЙНЫЕ ДЕФЕКТЫ

Поделиться статьей

Поделиться статьейЛитейные дефекты — понятие относительное. Строго говоря, де­фект отливки следует рассматривать лишь как отступление от заданных требований. Например, одни


Поделиться статьей

Введение. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси

Поделиться статьей

Поделиться статьей1. Псковская Судная грамота – крупнейший памятник феодального права эпохи феодальной раздробленности на Руси. Специфика периода феодальной раздробленности –


Поделиться статьей

Нравственные проблемы современной биологии

Поделиться статьей

Поделиться статьейЭтические проблемы современной науки являются чрезвычайно актуальными и значимыми. В связи с экспоненциальным ростом той силы, которая попадает в


Поделиться статьей

Семейство Первоцветные — Primulaceae

Поделиться статьей

Поделиться статьейВключает 30 родов, около 1000 видов. Распространение: горные и умеренные области Северного полушария . многие виды произрастают в горах


Поделиться статьей

Вопрос 1. Понятие цены, функции и виды. Порядок ценообразования

Поделиться статьей

Поделиться статьейЦенообразование является важнейшим рычагом экономического управления. Цена как экономическая категория отражает общественно необходимые затраты на производство и реализацию туристского


Поделиться статьей

или напишите нам прямо сейчас:

Написать в WhatsApp Написать в Telegram
Заявка
на расчет