To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
04. Przepływy ściśliwe – streszczenie
Dla ułatwienia opisu przepływów ściśliwych dogodne jest połączenie entalpii i energii kinetycznej płynu w jedno wyrażenie nazywane entalpią zatrzymania (lub entalpią całkowitą) i0,
zdefiniowaną jako
i0 = i +
w2
2
( kJ/kg)
Własności płynu przy stanie zatrzymania nazywane są własnościami zatrzymania i są
oznaczane indeksem dolnym zero. Temperatura zatrzymania gazu doskonałego o stałej
właściwej pojemności cieplnej jest równa
T0 = T +
w2
2c p
( kJ/kg )
i reprezentuje temperaturę osiąganą przez gaz doskonały wtedy, gdy jest on doprowadzany do
stanu zatrzymania (spoczynku) adiabatycznie.
Izentropowe własności zatrzymania gazu doskonałego są powiązane z własnościami
statycznymi płynu zależnościami
k /( k -1)
p 0 æ T0 ö
=ç ÷
p èT ø
1 /( k -1)
r 0 æ T0 ö
=ç ÷
r èT ø
Gdy używamy entalpii zatrzymania, równanie zachowania energii dla jednostrumieniowego urządzenia z przepływem ustalonym można wyrazić jako
q d + l d + (i01 + gH 1 ) = q w + l w + (i02 + gH 2 )
gdzie i01 i i02 są entalpiami zatrzymania, odpowiednio, przy stanie 1 i 2 (na wlocie i wylocie).
Prędkość, przy której nieskończenie mała fala ciśnienia przemieszcza się przez ośrodek
(medium) jest prędkością dźwięku (lub prędkością soniczną). Jest ona wyrażona jako
æ ¶p ö
a2 = ç ÷
ç ¶r ÷
è øs
Dla gazu doskonałego przyjmuje ona postać
a = kRT
Liczba Macha jest stosunkiem rzeczywistej prędkości płynu do prędkości dźwięku przy tym
samym stanie
M =
w
a
Przepływ nazywamy dźwiękowym, gdy M = 1, poddźwiękowym, gdy M 1.
Dysze, których powierzchnia przepływu zmniejsza się na kierunku przepływu nazywamy
dyszami zwężającymi. Dysze, których powierzchnia przepływu początkowo zmniejsza się, a
następnie zwiększa się na kierunku przepływu nazywamy dyszami zwężająco-rozszerzającymi. Miejsce o najmniejszej pola powierzchni przepływu nazywane jest przewężeniem.
Największą prędkością, do której można przyspieszyć płyn w dyszy zwężającej jest prędkość
dźwięku. Przyspieszenie płynu do prędkości naddźwiękowej jest możliwe tylko w dyszy
zwężająco-rozszerzającej. We wszystkich naddźwiękowych zwężająco-rozszerzających się
dyszach, prędkość przepływu w przewężeniu jest równa prędkości dźwięku.
Stosunki własności zatrzymania do własności statycznych, dla gazów doskonałych o stałych właściwych pojemnościach cieplnych mogą być wyrażone w funkcji liczby Macha, jako
T0
æ k - 1ö 2
= 1+ ç
÷M
T
è 2 ø
p0 é æ k - 1 ö 2 ù
= 1+ ç
÷M
p ê è 2 ø ú
ë
û
k /( k -1)
r0 é æ k - 1ö 2 ù
= 1+ ç
÷M
r ê è 2 ø ú
ë
û
1 /( k -1)
Gdy M = 1, otrzymujemy stosunki własności statycznych do własności zatrzymania dla temperatury, ciśnienia i gęstości nazywane stosunkami krytycznymi i oznaczamy je indeksem
górnym – gwiazdką.
T*
2
=
T0 k + 1
p* æ 2 ö
=ç
÷
p0 è k + 1 ø
k /( k -1)
r* æ 2 ö
=ç
÷
r0 è k + 1ø
1 /( k -1)
Ciśnienie na zewnątrz płaszczyzny wylotowej dyszy nazywane jest przeciwciśnieniem. Dla
wszystkich ciśnień mniejszych niż p*, ciśnienie przy płaszczyźnie
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)