Файл: Андрианова Т.Н. Истечение газов и паров (конспект лекций).pdf

Точка 2 характеризует конечное состояние пара на выходе

из сопла, если режим истечения докритический. При крити­ ческом режиме истечения параметры на выходе, как из­ вестно, устанавливаются критические. Соответственно, в уравнения для расчета скорости и расхода необходимо под­ ставить значение энтальпии при критическом давлении (ркР).

Поэтому, предварительно необходимо удостовериться каков режим истечения, критический или докритический.

При адиабатическом (изоэнтропическом) расширении идеального газа заданное отношение давлений сравнивалось

тер, потому что для насыщенных паров неприменимо урав­

меняет свое значение. Даже для перегретого и насыщенного пара коэффициент к не постоянен, а зависит от начального

давления и степени расширения пара. Как правило он уменьшается при увеличении давления перегретого пара и увеличивается при возрастании его температуры.

Для приближенных подсчетов при небольших перепадах давлений принимают к для перегретого пара равным 1, 3,

при этом =0,546; для сухого насыщенного пара /с=

=1,135; $ кр=0,577.

Сбольшей точностью к вычисляется по формуле

которая учитывает зависимость к от параметров пара. Под­ считанное затем по уравнению (29) $кр отличается от при­ веденных выше постоянных значений $кр и дает возмож­

ность подсчитать критическое давление с большим при­ ближением.

К более'точным способам определения режима истечения из суживающегося сопла относится следующий. Подсчитан­ ная по уравнению (26) скорость истечения сравнивается с

54

местной скоростью звука, которая, как уже указывалось, под­ считывается по уравнению (41)

проходящая через эту точку в Is диаграмме даст нам значе­

ние критического давления. Остальные параметры на выхо­ де из сопла также можно найти по диаграмме.

По значению критического удельного объема подсчиты­ вается максимальный расход пара. Если при сравнении ока­ жется, что значение скорости звука в точке 2 больше, неже­

ли скорость истечения, то режим истечения докритический. Для водяного пара, пользуясь таблицами свойств пара,

можно с большой точностью подсчитать производную^- ,

а, следовательно, скорость звука.

Расчет расширяющегося сопла, применяющегося при производится обычно по заданному расходу пара, параметрам на входе и давлению среды. Скорость истечения

где v t и is — соответственно, удельный объем и энтальпия пара при р г

Площадь минимального сечения может быть найдена следующим способом. При постоянном весовом расходе в каждом сечении сопла каждому значению давления соот­ ветствует определенная скорость течения и удельный объем, а тем самым определенная площадь поперечного сечения f

55

Подставляя в уравнение парные значения v и w найденные

по диаграмме или таблицам для различных давлений р2, и нанося величины давлений р2 (при постоянном начальном

растает удельный объем, отношение — уменьшается

(ветвь кривой аЪ), сечение сопла также уменьшается. При

давлениях ниже критического, наоборот, удельный объем возрастает быстрее, чем скорость; сечение увеличивается, отношение v/w возрастает (ветвь кривой Ьс).

ма, в которой давление соответствует критическому, а пло­ щадь сечения минимальному значению, которое может быть подсчитано из уравнения

56