DUZA - canal (conductă) alternativ de-a lungul lungimii secțiunii transversale, concepute pentru a dispersa lichidelor sau gazelor la un debit de curgere predeterminat și imprime o direcție predeterminată. De asemenea, servește ca un dispozitiv pentru fluxuri de gaz și lichid. Crucea secțiunea C pot fi dreptunghiulare (plate C.), rotunde (simetrică rotațional C.), fie în formă de inel (SS inelar cu instalația. Corpul) sau orice formă în t. H. O elipsă sau un poligon (spațial C ) ..
C. sunt utilizate pe scară largă în inginerie: în turbine cu abur, apă și gaz, în motoare cu rachete și cu jet de aer, în lasere dinamice dinamice. în magnetohidrodinamic. instalații, tuneluri eoliene și dinamica gazelor. standuri, atunci când se creează grinzi moleculare, în chim. tehnologie, în dispozitivele cu jet, în procesele de sablare etc.
În C. există o creștere continuă a vitezei v a lichidului sau a gazului în direcția fluxului, de la valoarea inițială (de obicei mică) v0 din secțiunea de intrare C la cea mai mare. viteza vc la ieșirea C. Când conduceți pe S. int. energia fluidului de lucru este transformată în cinetică. energia jetului de scurgere, forța de reacție care este direcționată opus vitezei de curgere, tracțiune. În virtutea legii conservării energiei, deoarece viteza în C. crește, există o scădere continuă a presiunii și a temperaturii de la începutul lor. valorile lui p0. T0 în secțiunea de intrare C. la cel mai mic. valorile pc. Tc în ieșire. Astfel. pentru realizarea fluxului într-o anumită scădere de presiune este necesară, adică, îndeplinirea condiției
Dacă presupunem că mișcarea lichidului sau gazului prin isentropic C. (vezi. Proces isentropic) și un mediu staționar și vizualizat pe secțiunea S transversală a valorii p presiunii. viteza v. densitate p și viteza sunetului (aproximare unidimensională), rezultă din Euler ecuației
(x este coordonata de-a lungul duzei), continuitatea ecuatiei si expresia vitezei sunetului, obtinem ecuatia
Se poate observa din aceasta că pentru v <с (дозвуковое течение по С.) знак dv противоположен знаку dS. т. е. для того, чтобы скорость течения по С. росла (dv> 0), suprafața secțiunii transversale cu creșterea x ar trebui să scadă (dS <0), а при v> cu (un flux supersonic de S.) DV dS și semnele sunt aceleași, adică. e. pentru a obține rata de creștere (dv> 0) ar trebui să fie mărit, iar dimensiunea este S-a lungul S. (dS> 0). Fizic, acest lucru se datorează faptului că viteza de curgere supersonică a gazelor datorită influenței compresibilitatea densității gazului scade mai repede decât viteza de creștere de-a lungul S. și în virtutea ecuației de continuitate pentru compensarea rapidă scădere densitate este necesară pentru a crește suprafața S. Dacă v = s. dS = 0 atunci p-TION și S (x) ia valoarea extremă (minim). Astfel. S. subsonic are o formă conică (Fig. 1).
Naib. Viteza care poate fi obținută în convergenta S este egală cu viteza sunetului și este atinsă în secțiunea de ieșire (cea mai îngustă). Supersonic S., de asemenea, numit duza Laval de numele inventatorului său - Swed. Inginerul C.G.P. de Laval (C.G.P. de Laval) are la început o formă de îngustare și apoi o formă de extindere (Figura 2). Calculatorul de presiune în secțiunea de ieșire a subsonului C este întotdeauna egal cu presiunea pa în mediul înconjurător, unde are loc scurgerea de la C. (pc = pa). Cu creșterea p0 și pa neschimbată, viteza vc în secțiunea de ieșire a subsonic C crește mai întâi și după p0 atinge o valoare definită. vc devine constantă și, cu o creștere suplimentară în p0, nu se schimbă. Acest fenomen este numit. criza curentului în S. După declanșarea crizei, cf. viteza de ieșire din subsonic C este egală cu viteza locală a sunetului (v = c) și se numește. viteza critică. În acest caz, toți parametrii de gaz din secțiunea de ieșire a gazului sunt de asemenea numiți. critice, iar S. numit. sunet.
Fig. 1. Diagrama unei duze subsonice.
Fig. 2. Schema unei duze supersonice.
În supersonicul S. critic este numit. naibul lui. secțiune îngustă. O linie curbată pe care se realizează o tranziție de la viteza superioară a subsonului la viteza superioară (linia v = c) este situată în regiunea min. Prin urmare, cf. viteza în critică. secțiunea este întotdeauna aproape de viteza sunetului. rel. viteza și presiunea în secțiunea de ieșire a supersonicului C depind doar de raportul dintre suprafața secțiunii de ieșire Sc și zona critică. și nu depinde într-o gamă largă de schimbarea în rel. presiunea p0 / pα. Presiunea din secțiunea de ieșire a supersonicului C poate fi egală cu presiunea din mediul înconjurător (pc = pa); Calculat, altfel - neclar. Modurile Neraschotnye caracterizate prin formarea undelor descarcării este C în cazul PC> Pa sau unde de șoc este în interiorul sau C. în cazul PC <ра . Когда поток проходит через систему волн разрежения или ударных волн, давление становится равным ра .
În cazul mai general, nonisentropic și nonadiabatic. flux în S. de tip ur (2) cuprinde membri care iau în considerare sursa de frecare sau îndepărtarea căldurii, masa și mecanic. să lucreze pentru organismul de lucru. Având în vedere aceste efecte pot să apară viteza de curgere de tranziție prin viteza sunetului nu numai în geometrică - prima convergente și apoi divergente C, dar când semnul impactului asupra fluxului în poziția canalului. secțiune. Astfel, fluxul subsonic într-un canal este accelerat de caldura de intrare (C. termică), masa (C. consum) de gaz mecanic perfect. operațiune (C. mecanică) și supersonic - când semnul acestor efecte pe spate. Sub influența unui impact unilaterală a magnitudinii debitului de gaz poate fi crescută numai la o valoare critică (până viteza sunetului), dar nu pot fi transferate prin ea.
Modificarea vitezei de-a lungul Geom. S. determinat legea zonei de variație S (x) de lungime S. C. Circuit adică Formularul fct S (x), în apropierea unidimensional, nu poate fi determinată. Prin urmare, a dezvoltat teoria tendințelor tridimensionale (spațiale) în SA, pe baza soluției (Ch. Arr. Prin metode numerice care utilizează calculatoare) DOS bidimensional (plan și axisimetric) și. Diferentiala. depozitele ur ale dinamicii de gaze cu limita corespunzătoare și începutul. Condiții. C. In teorie sunt rezolvate două probleme: drepte - determinarea unui traseu de curgere S. la- specificat invers - Circuit de determinare S. având k - l. proprietățile dorite. De exemplu. în aerodinamică. S. țeavă care duce la priză, m. E. În secțiunea aerodinamice de lucru. țeavă omogenă (magnitudinea și direcția) la un debit predeterminat (sau numărul Mach Mc = vc / c). și circuitul C. rachete și motoare cu reacție este determinată astfel încât să se obțină max. flux de impulsuri la ieșire C. (max. Tracțiunea) la constrângerile date în masă și dimensiuni ale C. Pentru a satisface cerințele stabilite într-o gamă largă de condiții de curgere (de ex. schimbarea numărului Mach pp aerodinamic. țevi, viteza și altitudinea letat unitate de rachete de filtrare. sau motor cu jet), reglabil S. S. utilizat in aerodinamica supersonice. tevi C. si motoare subsonice utilizate mecanic. reglementarea zonei critice. secțiunea C. Skp. permițând prin schimbarea relației Skr / Sc pentru a modifica numărul Mach și presiunea la ieșire și în motoarele supersonice S. S. cu același scop cu excepția Skr reglementarea utilizării escamotabil (telescopic) și desfășurarea ajutaj aduse la cunoștință schimbarea Sc discret.
C. Teoria pentru examinarea fluidului de lucru reală în SI ia în considerare frecare de lucru fluid de schimb de căldură cu pereții prezenței C. într-un curent de gaz de particule lichide și solide (vezi. Fluxul doua faze) de neechilibru chimice. și reacții fizice. excitație Procese ext. grade de libertate a moleculelor, transferul de energie radiantă, impactul e - mag. câmpuri și altele. Toate aceste procese sunt asociate cu fluidul de lucru din diferența dintre un gaz ideal. duce la apariția în dec. specii S. reducerea pierderilor în turbinele de eficiență tracțiune sau motoare. C. Dezvoltarea teoriei a dat răspunsuri la multe întrebări de studiu principiu al mișcării de lichide și gaze. Împreună cu teoria S. dezvoltat experimentale sofisticate. metode de cercetare, desigur, în St necesită crearea speciale. hidrodinamice. instalații și dinamică a gazelor. standuri, precum și forțele sistemului de măsurare și a parametrilor de curgere.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: