МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

Изобразить схематично процесс истечения газа через сужи-вающееся сопло в T,s-диаграмме.

Примеры изображений этих процессов для докритического и критического режимов истечения в Т,s-диаграмме даны на рис. 6.1.

s_o ^s s_o ^s

А) б)

Рис. 6.1. Изображение процессов истечения газа через суживающееся сопло в T, s-диаграмме: а – докритическое истечение; б – критическое истечение

Данный рисунок позволяет более наглядно представить фи-зическую природу процессов истечения газов через суживаю-щееся сопло и понять методику их расчета.

Расчет процесса истечения газа через сопло

Расчет давлений газа в характерных точках процесса истечения

Первоначально рассчитывается давление газа на входе в со-пло . Оно меньше атмосферного р_о на величину потерь дав-

ления в расходомерной диафрагме (в диафрагме идет процесс дросселирования 1-2, см. рис. 3).

р^'_o = р_o - ∆H, Па,

где = (В/750)10⁵ – атмосферное давление, Па, при баромет-

рическом давлении В, мм рт. ст.;

∆H – потеря давления в расходомерной диафрагме, Па. Давления в минимальном сечении сопла р₁ и за соплом р_к

рассчитываются по показаниям индикаторных приборов ∆р₂ и ∆р₃ исходя из того, что их единица измерения соответствует килограмм-силе на квадратный сантиметр (кГс/см²):

р₁ = p_o - ∆р₂ × 0,981×10⁵, Па,

р_к = p_o - ∆р₃ × 0,981 × 10⁵, Па .

Теоретическое давление в минимальном сечении сопла

заносится в журнал наблюдений после анализа эксперимен-тальных данных процесса истечения.

Анализ процесса истечения газа через суживающееся сопло

Характер процесса истечения газа через сопловый канал при неизменных параметрах газа перед соплом р_о и Т_о определяется

степенью изменения давления газа ε = ^рк или давлением газа

р^'_о

за сопловым каналом р_к [1] путем их сравнения с аналогичными

где – к = с_р/c_v коэффициента Пуассона для газов, близких по своим свойствам к идеальным, есть величина постоянная.

Рассчитав величины e_кр и р_кр, выполняется анализ процесса истечения газа через сопло путем сравнения р_кр с р_к. Характер-ные режимы истечения газа через суживающееся сопло опреде-ляются соотношениями:

при р_к > р_кр и e > e_кр – истечение докритическое: р₁ = р_к;

при р_к ≤ р_крР и e ≤ e_кр – истечение критическое: р₁ = р_кр.

На основании определенных докритических и критических областей истечения газа через сопло заполняется графа р_1теор журнала наблюдений. Теоретическое давление в минимальном сечении сопла будет равно давлению за соплом р_1теор = р_к в ре-жимах докритического истечения, когда р_к>р_кр. Во всех режимах критического истечения р_к ≤ р_кр теоретическое давление в ми-нимальном сечении сопла остается неизменным и равным кри-тическому давлению р_1теор = р_кр = e_кр.

Определение расхода газа через сопло при докритическом истечении

Теоретический расход воздуха при докритическом истече-

нии (р_к>р_криe>e_кр),кг/с,через суживающееся сопло в этомрежиме истечения относится к обратимому процессу истечения 1-3 (см. рис. 6.1, а) и определяется по формуле (6).

где f₁ – площадь минимального сечения сопла, м², при его диа-метре d₁ = 1,55 мм,

f₁ = ^πd2 ; 4

р_к = р_1теор берется вплоть до р_к = р_кр;

v_о – удельный объем воздуха, м³/кг, на входе в сопло,

RTо 8314(273,15 + tо )

^vо ⁼ _р'о ^{= ;}

– усредненное давление перед соплом,

берется как средняя арифметическая величина для упрощения

расхода воздуха через сопло.

Опытный расход газа через сопло G_оп при докритическом истечении (р_к>р_криe>e_кр)определяется по тарировочной таб-лице расходомерной диафрагмы, G_оп = f(∆Н), как функция от перепада давлений на диафрагме.

Тарировочная таблица расходомерной диафрагмы приведена

в приложении.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: