Газодинамический расчѐт сопла Лаваля
Автор: Дмитрий Волков • Май 8, 2021 • Контрольная работа • 2,482 Слов (10 Страниц) • 289 Просмотры
Задача 2
2.1. Выполнить газодинамический расчѐт сопла Лаваля.
Провести газодинамический расчѐт сопла Лаваля, обеспечивающего в расчѐтном режиме массовый расход кислорода G. Параметры торможения: Р0;Т0. Скорость входа газа wВХ, показатель адиабаты k = 1,41. Углы раствора сопла: дозвуковой части α = 80º; сверхзвуковой части β = 65º. Давление на срезе сопла р2 .
Вариант[pic 1]
Исходные данные:
Расход газа (кислород) | G = | 10,0 | кг/с |
Давление торможения | p o = | 12,0 | МПа |
Температура торможения | T o = | 800,0 | К |
Скорость на входе | w вх = | 225,0 | м/с |
Угол сужающейся обечайки | α = | 80 | о |
Угол расширяющейся обечайки | β = | 65 | о |
Давление на срезе сопла | p 2 = | 0,00120 | МПа |
Показатель изоэнтропы | k = | 1,41 | |
Молекулярная масса кислорода | μO2 = | 31,98 | кг·моль |
Газовая постоянная | R O2 = R/ μO2 = | 260 | Дж/кгK |
Требуется:
Определить, параметры газа в основных (входного, критического и выходного) и дополнительных сечениях 1, 2, 3, 4 и построить графики зависимости Р, T, W, a , ρ по длине сопла.
Схема сопла
[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]
Решение Расчет критического сечения
По мере движения газа от начального сечения вдоль сопла потенциальная энергия потока преобразуется в скорость потока.
Параметры торможения газа
плотность заторможенного потока: ρo = po/(Rо2To) = 57,7 кг/м3 скорость звука в заторможенном газе a o= (k·RО2To) = 541,553 м/с[pic 6]
Параметры в критическом сечении
скорость звука a кр = а о· (2/k+1)0,5 = 493,342 м/с максимальная скорость газа w max = а о· (2/k–1) = 1196,09 м/с[pic 7]
При расчёте сопловых аппаратов удобно пользоваться газодинамическими
функциями - безразмерными соотношениями параметров торможения и текущих параметров газа:
В критическом сечении λкр = w /a кр = 1 M = w /a = 1
В наиболее узком (критическом) сечении скорость определяется:
w кр = а кр = [RO2· To·(2k/(k+1)·(ркр/ρкр)] =[pic 8]
Плотность газа в критическом сечении: ρкр = pкр/(RTкр) = ρo·εкр = 36,61 кг/м3 соотношение температур τкр =T /T o = 1–λ ·(k–1)/(k+1) = 0,830 соотношение давлений πкр =p /p o = [1–λ ·(k–1)/(k+1)] = 0,527 соотношение плотностей εкр =ρ/ρo = [1–λ ·(k–1)/(k+1)] = 0,635[pic 9][pic 10][pic 11]
...