Viteza suprasonic W> Wz. poate fi obținută într-o duză constând dintr-o porțiune înclinată și care se extinde. O astfel de duză este numită duza Laval de numele creatorului său (Figura 1).
Partea convergentă servește la accelerarea fluxului de gaze subsonice.
În conformitate cu ecuația Hugoniot, în partea îngustă, gazul poate accelera la viteza critică în cea mai îngustă secțiune, în secțiunea critică. În partea expansivă, ar trebui să apară o accelerație suplimentară a vitezei la viteze supersonice. Fluxul de gaz în partea convergentă se supune acelorași legi ca și în cazul unei duze simple.
Modul de funcționare al duzei Laval
La P1 = Pa (presiunea atmosferică) nu există nici o mișcare a gazului. Cu creșterea P1, înaintea duzei, vitezele de-a lungul întregii duze sunt subsonice, adică viteza în partea extinzătoare scade și presiunea crește.
O creștere suplimentară a presiunii în fața duzei determină viteza gazului să devină mai mare decât viteza sunetului din spatele gâtului și scăderea presiunii acestuia.
La o valoare suficient de mare a lui P1, presiunea este suficientă suficientă pentru ca presiunea din duza să se elimine treptat cu presiunea atmosferică. Împreună cu scăderea continuă a presiunii, viteza crește continuu. Regimul în care o duză supersonică suferă o scădere continuă a presiunii de la P1 la Pa se numește presiunea de proiectare. Pentru o anumită duză există doar un singur înțeles. la care funcționează în modul de proiectare și P2 = Pa.
Modurile în care presiunea relativă este prea mare pentru a asigura viteza supersonică este tocmai duza de cutoff numită non-counting, iar duzele care funcționează în aceste moduri sunt supraexpandate.
În mod obișnuit, părțile înclinate și extinse ale duzei Laval sunt conice. Conjugarea conurilor este rotunjită astfel încât secțiunea transversală să fie egală cu cea critică. Unghiul central de îngustare nu este semnificativ și este de obicei 60-90 °. Unghiul de deschidere al părții care se extinde este de 8-12 0.
Duzele Laval sunt calculate astfel încât viteza în cea mai îngustă secțiune să fie critică, iar în partea extinzătoare depășește viteza sunetului, crescând treptat pe măsură ce se apropie de ieșirea duzei. Dacă viteza în secțiunea critică a duzei este fcr. va fi mai puțin decât critică, atunci în partea extinctoare va scădea, dar nu va crește, adică se va schimba și în duza obișnuită.
În duza Laval, egalizarea (scăderea) presiunii în secțiunea critică la Ra nu are loc la duza, ci în partea expansivă a duzelor și este însoțită de o creștere a vitezei de evacuare. În consecință, energia cinetică a jetului crește, care este folosită pentru îmbunătățirea muncii utile. Acesta este avantajul duzei Laval în fața unei duze obișnuite.
Energia maximă utilă este atinsă cu condiția ca lungimea porțiunii extinse a duzei Laval să nu fie mai mare și nu mai mică decât cea necesară pentru o egalizare completă (reducere) a presiunii.
Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci eficiența utilizării duzei Laval este redusă. Caracteristicile de curgere de la duza Laval:
Suprafața secțiunii, m 2
Lozurile Laval sunt utilizate pe scară largă în metalurgie, de exemplu, în crearea de lănci de oxigen pentru convertizoare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: