|
Перейдем теперь к расчету истечения газа.
Для увеличения скорости потока применяют специально спрофилированные каналы, называемые соплами. Сопло представляет собой канал, суживающийся в направлении движения потока. Рассмотрим процесс обратимого, т. е. без трения, адиабатного истечения газа из сопла, соединенного с газовым резервуаром большого объема. Сопла этого профиля применяются при дозвуковых скоростях течения. Форма сверхзвуковых сопл будет описана ниже.
Объем резервуара предполагаем настолько большим, что истечение газа через сопло в течение рассматриваемых промежутков времени не приводит к сколько-нибудь заметному уменьшению давления газа в резервуаре.
Сравнение описанной зависимости, даваемой уравнением, с экспериментальными данными по истечению газов из сопл обнаружило любопытную картину. В интервале значений от единицы до значения, соответствующего максимальному расходу, результаты расчета по уравнению хорошо совпадают с экспериментальными данными (правая ветвь кривой). Для области значений между значением, соответствующим максимальному расходу, и нулем был обнаружен удивительный результат — уменьшение давления среды за соплом никак не влияло на расход газа через сопло; расход оставался постоянным для всего этого интервала изменений (вплоть до 0). Кривая зависимости G=f(яр), соответствующая реальному протеканию процесса, изображена жирной линией. Для того чтобы объяснить это расхождение теории с экспериментом, в 1839 г. А. Сен-Вена-ном была выдвинута гипотеза о том, что при расширении газа в суживающемся сопле невозможно получить давление газа ниже некоторого критического давления истечения соответствующего максимальному расходу газа через сопло. Следовательно, при сколь угодно низких давлениях среды за соплом, меньших, давление газа в выходном сечении суживающегося сопла остается постоянным и равным. Таким образом, прямолинейная часть зависимости
С помощью этого соотношения может быть е газа на выходе из сопла Т2 может быть вычислена и ным р2 и v2.
Не смешивать с давлением в критической точке на кривой насыщения.ет просто постоянному значению р2=р*. Дальнейшие исследования показали, что эта гипотеза была правильной. Поэтому сделанное ранее заключение о том, что скорость газа на выходе из сопла w растет с уменьшением яр, нуждается в существенном уточнении: этот рост имеет место лишь до тех пор, пока Р2 не уменьшится до р*. Дальнейшее снижение давления за соплом не приводит к росту w.
|
