Тема 1.10 Сток и дросселирование газов и паров.

Вопросы темы

Опорное уравнение газового потока и получение работы.

Скорость cтока.

Критическое отношение давлений, критическая скорость и максимальный расход. Сток из суженого сопла. Комбинированное сверхзвуковое сопло. Определение скорости стока с помощью диаграммы h-S. Понятие про диффузор. Дросселирование газов и пара. Значение теории стока пара и газов для получения газовых турбин.

Истечением называется ускоренное движение газа через относительно короткие каналы особой формы – сопла, в которых происходит падение давления. Если в каналах происходит уменьшение скорости движения и увеличение давления, то такие каналы называются диффузорами. Каналы сопел и диффузоров бывают суживающимися и расширяющимися.

Секундный расход газа через сопло можно определить из уравнения постоянства расхода.

или

где ρ – плотность влажного воздуха;

f – площадь сечения сопла;

w – скорость адиабатного истечения.

Давления и скорость, при которых устанавливается максимальный расход, называются критическими. Критическая скорость истечения равна скорости распространения звука в вытекающей среде. На этом основании часто критическую скорость называют звуковой.

Зависимость профиля сопла от скорости (взаимосвязь между площадью сечения канала и скоростью истечения) устанавливается из уравнения постоянства расхода

Если на пути движения потока газа или пара имеется резкое сужение сечения (не полностью открытый вентиль или кран, перегородка с небольшим отверстием), которое создает местное сопротивление потоку, то в месте сужения сечения скорость движения потока резко возрастает, а давление падает.

За сужением скорость уменьшается и восстанавливается до первоначальной, но давление из-за потерь на завихрение восстанавливается не полностью.

Дросселированием или мятием называется процесс снижения давления пара или газа при движении его через какое-либо «местное» сопротивление в канале, трубопроводе или в специальном устройстве (вентиле, задвижке, шайбе и др.).

Дросселирование получило широкое распространение в технике. Иногда оно является неизбежным и вредным процессом, но часто предусматривается как необходимый технологический процесс и поэтому создается искусственно. Последнее имеет место в различных областях техники для устройства приборов, замедляющих расход рабочего тела (расходометры), в силовых установках для регулирования работы двигателей в холодильной технике.

Разность давлений Р₁ (в первом сечении) и Р₂ (во втором сечении) называют величиной мятия или величиной дросселирования.