|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Истечение газов и паровЕсли в цилиндре А (рис. 7.1) с насадкой С находится газ под давлением более высоким, чем давление окружающей среды, то через эту насадку будет происходить истечение заключенного в цилиндре газа наружу.
Рис. 7.1. Истечение газа из сопла
При этом оказывается, что по мере движения по насадке давление газа постепенно понижается, а скорость – возрастает, т.е. происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую. Такие насадки, в которых происходит преобразование потенциальной энергии протекающего по ним газа в кинетическую, называются соплами. При некоторых условиях, когда к насадке подводится газ с большой скоростью, может происходить обратный процесс, при котором скорость газа по мере движения по насадке постепенно уменьшается, а давление его увеличивается, т. е. происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную. Такие насадки называют диффузорами. Рассмотрим сначала процесс истечения газа через суживающееся сопло из цилиндра А (рис. 7.1), в котором поддерживается постоянное давление Р 1 – большее, чем давление Р 2 окружающей среды. Допустим, что перед истечением газ находился в состоянии покоя, а в процессе истечения пришел в движение и приобрел в сечении ab скорость w. В этом случае потенциальная энергия газа перешла в кинетическую, равную , где m – масса вытекающего газа. Допустим также для простоты, что количество вытекающего из сопла газа равно 1 кг, при этом и кинетическая энергия вытекающей струи в сечении ab будет, очевидно, . При вытекании из цилиндра 1 кг газа поршень В опустился на величину s 1 м. Величина совершенной при этом работы выталкивания где f 1 – площадь поршня В. Но произведение f 1 × s 1 = v 1 – удельному объему газа в цилиндре, поэтому l 1 = P 1 · v 1 кгс·м/кг. Так как наружная среда, в которую происходит истечение, имеет давление Р 2, то вытекающий из сопла газ должен преодолевать силу, противодействующую истечению и равную P 2 × f 2, где f 2 – площадь выходного отверстия сопла. На преодоление этой силы должна быть затрачена часть работы l 1, равная l 2 = P 2 × f 2 s 2 = P 2 · v 2, где v 2 – удельный объем в сечении ab. При движении газа по соплу от сечения mn до сечения ab (рис. 7.2) давление понизилось от P 1 до P 2, а удельный объем увеличился от v 1 до v 2. Таким образом, газ совершил некоторый процесс АВ, в котором была произведена работа расширения l 3. Таким образом, полная работа истечения 1 кг газа
l 0 = l 1 – l 2 + l 3 кгс·м/кг. Рис. 7.2. Изображение в осях vP процесса истечения газа через суживающееся сопло. Здесь P 1 – давление газа при входе в сопло, а P 2 – при выходе из него
Вследствие большой скорости истечения время прохождения газа по соплу весьма мало. Поэтому можно считать, что теплообмен между газом и внешней средой через стенки сопла не происходит, и процесс истечения является адиабатным. При этом работа расширения может быть выражена уравнением: , где k – показатель адиабаты (для перегретого пара k = 1,3). Имея в виду полученные выше значения для l 1 и l 2, можем написать, что . или . Скорость течения газа из сопла и расход газа увеличиваются с уменьшением отношения , например, с уменьшением давления на выходе из сопла при постоянном . Опытом было установлено, что если сопло по форме суживающееся (рис. 7.2), то давление в сечении ab может уменьшаться только до известного предела, называемого критическим давлением . Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.) |