АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Истечение газов и паров

Читайте также:
  1. Влияние времени приложения напряжения на электрическую прочность газовой изоляции (вольт-секундная характеристика — ВСХ)
  2. Г.1 Хранение горючих газов в баллонах
  3. Газова різка у струмені кисню.
  4. Газовая защита трансформатора
  5. Газовая промышленность
  6. Газовые и нефтяные проявления.
  7. Газовый алкалоз
  8. Газовый ацидоз
  9. ГОРЕНИЕ ГАЗО- И ПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ
  10. Горючее вещество – смесь газов
  11. Горючее вещество – смесь газов
  12. Горючее – смесь газов и паров

Если в цилиндре А (рис. 7.1) с насадкой С находится газ под давлением более высоким, чем давление окружающей среды, то через эту насадку будет происходить истечение заключенного в цилиндре газа наружу.

 

Рис. 7.1. Истечение газа из сопла

 

При этом оказывается, что по мере движения по насадке давление газа постепенно понижается, а скорость – возрастает, т.е. происходит превращение потенциальной энергии в кинетическую. Такие насадки, в которых происходит преобразование потенциальной энергии протекающего по ним газа в кинетическую, называются соплами.

При некоторых условиях, когда к насадке подводится газ с большой скоростью, может происходить обратный процесс, при котором скорость газа по мере движения по насадке постепенно уменьшается, а давление его увеличивается, т. е. происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную. Такие насадки называют диффузорами.

Рассмотрим сначала процесс истечения газа через суживающееся сопло из цилиндра А (рис. 7.1), в котором поддерживается постоянное давление Р 1 – большее, чем давление Р 2 окружающей среды.

Допустим, что перед истечением газ находился в состоянии покоя, а в процессе истечения пришел в движение и приобрел в сечении ab скорость w. В этом случае потенциальная энергия газа перешла в кинетическую, равную , где m – масса вытекающего газа. Допустим также для простоты, что количество вытекающего из сопла газа равно 1 кг, при этом и кинетическая энергия вытекающей струи в сечении ab будет, очевидно, .

При вытекании из цилиндра 1 кг газа поршень В опустился на величину s 1 м. Величина совершенной при этом работы выталкивания
l
1 = P 1 f 1 s 1 кгс·м/кг,

где f 1 – площадь поршня В. Но произведение f 1 × s 1 = v 1 – удельному объему газа в цилиндре, поэтому

l 1 = P 1 · v 1 кгс·м/кг.

Так как наружная среда, в которую происходит истечение, имеет давление Р 2, то вытекающий из сопла газ должен преодолевать силу, противодействующую истечению и равную P 2 × f 2, где f 2 – площадь выходного отверстия сопла. На преодоление этой силы должна быть затрачена часть работы l 1, равная l 2 = P 2 × f 2 s 2 = P 2 · v 2, где v 2 – удельный объем в сечении ab.

При движении газа по соплу от сечения mn до сечения ab (рис. 7.2) давление понизилось от P 1 до P 2, а удельный объем увеличился от v 1 до v 2. Таким образом, газ совершил некоторый процесс АВ, в котором была произведена работа расширения l 3.

Таким образом, полная работа истечения 1 кг газа

 

l 0 = l 1l 2 + l 3 кгс·м/кг.

Рис. 7.2. Изображение в осях vP процесса истечения газа через

суживающееся сопло. Здесь P 1 – давление газа при входе в сопло,

а P 2 – при выходе из него

 

Вследствие большой скорости истечения время прохождения газа по соплу весьма мало. Поэтому можно считать, что теплообмен между газом и внешней средой через стенки сопла не происходит, и процесс истечения является адиабатным. При этом работа расширения может быть выражена уравнением:

,

где k – показатель адиабаты (для перегретого пара k = 1,3).

Имея в виду полученные выше значения для l 1 и l 2, можем написать, что

.

или

.

Скорость течения газа из сопла и расход газа увеличиваются с уменьшением отношения , например, с уменьшением давления на выходе из сопла при постоянном . Опытом было установлено, что если сопло по форме суживающееся (рис. 7.2), то давление в сечении ab может уменьшаться только до известного предела, называемого критическим давлением .


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)