Подпишитесь на наши группы в соц. сетях: Вступая в группу, подписываясь на канал, оставляя комментарии, вы помогаете развивать сайт.
- Как читать гидравлические схемы
- Как читать электрические схемы
- Размеры трубной резьбы
- Принцип работы гидропривода
- Что такое класс точности манометра
- Расчет давления на глубине
- Расчет потерь напора по длине
- Расчет усилия гидроцилиндра
- Калькулятор для перевода давления
- Калькулятор для перевода расхода
- Как устроен пневмоцилиндр
- Как работает редукционный клапан
Критический режим истечения газа, эффект запирания
Что такое критический режим истечения газа, когда наступает эффект запирания, в чем его смысл и как его преодолеть?
Критические параметры потока
Параметры потока в сечении где скорость течения газа равна скорости звука называют критическими.
Критическая скорость также как и максимальная скорость однозначно определяется температурой торможения.
Если при течении газа температура торможения неизменна, то и критическая скорость неизменна.
За характерную принимают критическую скорость Vк или скорость звука - a.
- λ=V/Vк
- М=V/a
- 0<=λ
В критическом сечении безразмерные критерии λ и М равны 1. Уравнение неразрывности в критическом сечении принимает вид:
Эффект запирания
Максимальное значение массового расхода достигает по достижению критического режима (в критическом сечении), при λ=1, q=Ак/А=1 (функция q увязывает геометрию канала с параметрами потока, A площадь) и V=a.
Последующее изменение параметров потока при неизменных параметрах торможения (Ro и To) не приводит к увеличению массового расхода. Это явление называется эффектом запирания.
Рассмотрим процесс истечения газа из рессивера при заданных параметрах и известном противодавлении.
Поскольку процесс истечения газа через баллон является очень быстротечным его считают адиабатическим. Если сопло выполнено гидравлически совершенным то, потери в нем невелики и ими, в первом приближении, можно пренебречь. То есть течение газа идеальное, адиабатическое, изоэнтропийное.
При истечении воздуха из суживающегося сопла можно выделить два характерных режима работы:
- режим дозвуковых скоростей
- режим критических скоростей
Режим дозвуковых скоростей
- V
- Рс=Р1
При дозвуковом режиме массовый расход и скорость можно вычислить по формулам:
Режим критических скоростей
- V=Vк
- Р1<Рк
На этом режиме изменение скорости и массового расхода за счет изменения противодавления Р1 уже невозможно, этот факт неизменности скорости и массового расхода называют режимом запирания сопла.
Эффект запирания сопла вызван тем, что волны изменения противодавления Р1 от источника возмущения распространяются со скоростью звука, до тех пор, пока скорость истечения V была меньше скорости звука эти волны давления проникали в струю и формировали истечение в соответствии с противодавлением Р1.
По достижении скорости истечения V равной скорости звука Vк, волны давления уже в струю не проникают, они уносятся струей, имеющей ту же скорость, поэтому изменить параметры истечения в соответствии с повышением противодавления не могут, наступает режим запирания.
При этом параметры в струе остаются критическими, а давление в струе Рк будет выше, чем противодавление Р1.
Сопло Лаваля
Для того, чтобы обеспечить течение газа со сверхзвуковой скоростью применяют сопло Лаваля. Массовый расход сквозь сопло будет критическим, а скорость истечения газа будет выше скорости звука.
Вдоль сопла происходит плавное снижение давления плоть до противодавления Р1, и плавный разгон потока от 0 до Vк (скорости звука) в сходящейся части до сверхзвука в расходящейся части сопла.
