|
Рассмотрим процесс истечения с учетом трения газа о стенки канала. Этот случай весьма важен для практики, поскольку в реальных условиях течение газа или жидкости в каналах всегда сопровождается большими или меньшими потерями энергии на преодоление трения, обусловленными вязкостью газа, шероховатостью стенок канала и т. д.
Процесс течения по-прежнему считаем происходящим адиабатно, т. е. при отсутствии теплообмена с внешней средой. Вместе с тем, очевидно, что этот процесс необратим — при течении выделяется теплота трения и энтропия потока увеличивается в соответствии с соотношением
ds = dqTV/T.
Рассмотрим, как изображается процесс истечения с трением в ft, s- и Т, s-диаграммах.
Если бы истечение было обратимым, без трения, то процесс изображался бы в ft, s-диаграмме отрезком изоэнтропы si=s2=const, заключенным между изобарами р и рг (между точками / и 2), а скорость на выходе из сопла w определялась бы значением разности энтальпий hi—h2. Вследствие необратимых потерь при трении энтропия газа в процессе истечения возрастает и действительная адиабата отклоняется от изоэнтропы вправо . Далее, поскольку при истечении как без треиия, так н с трением расширение газа в потоке происходит, естественно, до одного и того же давления р2 на выходе из сопла, очевидно, что точка, соответствующая действительному процессу истечения с трением, будет лежать на той же изобаре, но правее точки 2 (точка 2д относится к процессу истечения с трением), поскольку s2r>s2. Энтальпию газа на выходе из сопла при истечении с трением обозначим h2d- Поскольку изобары в К s-диаграмме имеют положительный наклон, h2d>hi,и, таким образом, в процессе истечения с трением «срабатывается» разность энтальпий меньшая, чем в случае обратимого течения без треиия. Следовательно, и скорость газа на выходе из сопла при истечении с трением будет меньшей, чем при истечении без трения; обозначим эту скорость w0.
|
