Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Истечение водяного пара из сопел




Методические указания и методика расчета

Постановка задачи состоит в следующем. Требуется определить теоретическую скорость истечения водяного пара из сужающегося сопла (ω'2) и из сопла Лаваля (ω''2) в среду с давлением p2 МПа, если абсолютное давление пара на входе в сопло р1 МПа, температура пара на входе в сопло t1 °С. Сделать выводы по эффективности использования сопла Лаваля. Также определить действительную скорость истечения пара из сопла Лаваля (ω''2д) и определить его основные размеры (при действительном истечении), если расход пара M кг/с, скоростной коэффициент сопла φ, а угол конусности расширяющейся части сопла α. Действительный процесс изобразить в масштабе. Задачу решить с помощью таблиц водяного пара и/или h-s – диаграммы.

а) б)

 

Рисунок 4.5 - Схема сопел: а) сужающееся сопло; б) сопло Лаваля

 

Определим режим истечения пара из сужающегося сопла. В случае, когда отношение , скорость истечения из сужающегося сопла можно определить по формуле:

.

Если , скорость определяется по формуле:

Из соотношения (для трехатомных газов и пара) находим давление:

.

 

 

Рисунок 4.6 – Изображение процесса в h-s – диаграмме для сужающегося сопла

 

По h-s – диаграмме для начальных параметров р1 и t1 находим энтальпию в точке 1: кДж/кг.

Затем опускаемся по адиабате до пересечения с изобарой или и определяем энтальпию: или кДж/кг.

Получаем скорость истечения из сужающегося сопла: м/c.

Скорость в свою очередь будет равна скорости истечения в минимальном сечении сопла Лаваля. Скорость истечения на выходе из сопла Лаваля определяется по формуле:

, где - энтальпия пара в точке 2.

Рисунок 4.7 - Изображение процесса в h-s – диаграмме для сопла Лаваля

 

Чтобы найти энтальпию из точки 1 опускаемся по адиабате до пересечения с изобарой p2.

Определяем: м/с.

Сопло Лаваля позволяет повысить скорость истечения пара.

Теперь рассчитаем сопло Лаваля при действительном истечении пара. Действительную скорость истечения на выходе из сопла Лаваля можем найти по формуле:

, где φ – скоростной коэффициент сопла Лаваля.

Коэффициент потери энергии в сопле:

Тогда, т.к. , то энтальпия пара в конце действительного процесса истечения равна:

кДж/кг.

Зная энтальпию и давление среды p2, используя h-s – диаграмму, можем определить удельный объем пара м3/ кг.

Действительную скорость истечения в критическом сечении сопла Лаваля можем найти по формуле:

м/с.

Рисунок 4.8 – Основные размеры сопла Лаваля

 

Минимальное сечение можем найти по формуле:

, м2,

где м3/ кг – удельный объем пара при давлении , определяется по h-s – диаграмме (действительный процесс).

Теперь можем определить диаметр, он равен:

м.

Тогда выходное сечение:

м2, а диаметр: м.

Длина расширяющейся части сопла Лаваля:

м.

Примечание.Сопло Лаваля позволяет значительно увеличить скорость истечения пара по сравнению с сужающимся соплом, даже при учете реального режима истечения пара.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1492. Нарушение авторских прав

codlug.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.005 сек.) русская версия | украинская версия