Теплотехника | страница 38

Обозначим скорость газовой струи на выходе из устья величиной а на входе в сосуд – величиной W_>1 (втекающий газ), при этом сопло имеет устье, поперечное сечение которого определяется площадью f. На практике w_>1намного меньше w_>2,при вычислениях ею пренебрегают и принимают: w_>1= 0, w_>2= w.

dq = du + dA,

где dA = pdv – работа по расширению, или совершаемая самим газом элементарная работа. Отсюда:

Таким образом, в результате истечения газа мы располагаем работой, равной A_>0.Численно она равна либо увеличению кинетической энергии в ходе истечения, либо сумме работ проталкивания и против внешних сил.

Скорость истечения в сужающемся канале

Рассмотрим процесс адиабатного истечения вещества. Предположим, что рабочее тело с некоторым удельным объемом (v_>1) находится в резервуаре под определенным давлением (p_>1).Процесс истечения заключается в перемещении газа (или пара) из среды, имеющей давление p_>1(резервуар) в окружающую среду, давление в которой p_>2 < p_>1.При этом за время процесса истечения рабочего вещества из сопла давление внутри резервуара практически не уменьшается, это допустимо в случае очень большого объема резервуара. При перемещении потока газа (пара) через сопло его потенциальная энергия очень мала и ее изменением обычно пренебрегают. Кинетическая энергия в этом случае возрастает.

где w_>1– скорость перемещения потока вещества во входном сечении насадки;

w_>2– скорость на выходе сопла.

скорость истечения газа (пара)из сопла.

Чаще всего скорость w_>1 намного меньше скорости w_>2 (W1 << W2), поэтому ею пренебрегают и считают W_>1 = 0.

Тогда:

Массовой скоростью перемещения потока называется отношение:

где G_>c– секундный расход пара (газа);

S – площадь сечения потока;

r– плотность рабочего тела.

Располагаемая работа для любого вещества, являющегося рабочим телом, определяется по формуле:

I_>0 = q + (i_>1 – i_>2).

Если течение адиабатное (при q = 0)

где i– энтальпия (Дж/кг);

W2 = w– скорость истечения (м/с).

Величину Di = i_>1 – i_>2, равную разности энтальпий, называют теплопадением газа (пара).

а для капельной жидкости справедливо равенство:

где w– скорость истечения жидкости из сопла.

Массовым расходом называется количество вещества, которое за секунду вытекает через насадки. Оно равно отношению секундного объема истечения вещества (газа) У2 к удельному объемутого же вещества соответствующего давлению