Расчетно-графическая работа на тему: Расчет сопла Лаваля (вариант 61)

4.1. Расчет исходных данных:


1. Расчетное противодавление

;
2. Давление полного торможения перед соплом, Па

бар = const
3. Температура торможения перед соплом, К

4. Закон изменения площади поперечного сечения, м2


5. Расчетное статическое давление за соплом, бар

6. Расчетный приведенный расход в выходном сечении
.
Находится по таблицам газодинамических функций в сверхзвуковой части таблиц 3
по находим
7. Критическая скорость звука, м/с

Поскольку течение в сопле энергетически изолированное, то
акр(x) = const = 554,415 м/с
8. Критическое отношение давлений

9. Критическое отношение температур

10. Скорость звука при параметрах торможения, м/с



4.2 Расчет геометрических параметров сопла

1. Определение координаты минимального сечения (горла) сопла.
Находится из условия экстремума функции F(x): F′(x)=0

2. Площадь минимального сечения сопла, м2

3. Площадь выходного сечения сопла, м2




4. Координата выходного сечения сопла (длина сопла) находится из уравнения

Так как (x2)2 < xmin, то решением будет x2 = 45,85412см

5. Степень расширения сопла




4.3 Расчет течения внутри сопла Лаваля при расчетном режиме.

1. Задаемся рядом значений координаты x вдоль сопла (0≤x≤x2), включая xmin , определяем в этих точках площади сопла и находим параметры потока.
Расчет ведем в табличном виде (табл. 4.1.).
2. По результатам расчетов строим зависимости изменения параметров потока по длине сопла в расчетном режиме: F(x) (рис. 4.1.), P(x) (рис. 4.2.),
T(x) (рис. 4.3.), с(x) (рис. 4.4.) , a(x) (рис.4.5.) и (x) (рис. 4.6.).
3. Расчетный расход газа через сопло, кг/с

2. Задание к расчету
Заданиена домашнюю работу по курсу "Механика жидкости и газа" . Специальность 100500, курс 2, семестр 4.
Студенту ___ группы ___
Номер варианта: y = N + 30(n-1), где
N – порядковый номер студента по журналу преподавателя;
n – номер учебной группы;
1 – коэффициент, задаваемый преподавателем. *
y = N + 30(n-1);
y = 1+30(3-1) = 61.

Расчет дозвукового режима работы (p2=18,9 бар, q2=0,52724)
№ п/п Наименова-ние величины Метод определения Размер-ность x [см]
0 4 8 12 15,333 20 24 28 32 36 40 44 45,854
1 Площадь поперечного сечения сопла м2  0,267 0,159 0,1344 0,1304 0,1351 0,1438 0,1548 0,1674 0,1809 0,1951 0,2099 0,2168
2 Приведен-ный расход
- 0 0,4282 0,7189 0,8508 0,8765 0,8464 0,7953 0,7385 0,6831 0,632 0,5859 0,5448 0,5272
3 Приведен-ная скорость
- 0 0,2805 0,5089 0,6458 0,6784 0,6405 0,5835 0,5271 0,477 0,4339 0,3969 0,3653 0,3522
4 Число Маха
- 0 0,2578 0,4749 0,6112 0,6445 0,6058 0,5484 0,4927 0,4439 0,4024 0,7673 0,3373 0,3248
5 Относитель-ное давление
- 1 0,9548 0,8569 0,7771 0,7563 0,7804 0,8151 0,8471 0,8735 0,8944 0,911 0,9243 0,9295
6 Относи- тельная температура
- 1 0,9869 0,9568 0,9305 0,9233 0,9316 0,9433 0,9537 0,9621 0,9686 0,9737 0,9778 0,9793
7 Статическое давление
бар 20,333 19,415 17,424 15,801 15,379 15,869 16,574 17,225 17,76 18,186 18,524 18,794 18,9
8 Статическая температура
К 876 864,51 838,19 815,1 808,82 816,1 826,3 835,44 842,28 848,51 852,99 856,52 857,89
9 Скорость потока
м/с 0 151,94 275,6 349,78 367,38 346,9 315,99 285,45 258,34 234,98 215 197,85 190,72
10 Местная скорость звука м/с 593,28 589,39 580,33 572,28 570,07 572,63 576,2 579,37 581,93 583,89 585,43 586,66 587,12
11 Плотность
кг/м3 8,088 7,825 7,243 6,754 6,625 6,775 6,989 7,184 7,343 7,468 7,567 7,645 7,676


Таблица 4.13
Расчет дозвукового режима работы (p2=19,4 бар, q2=0,43147)

№ п/п Наимено-вание величины Метод определения Размер-ность x [см]
0 4 8 12 15,333 20 24 28 32 36 40 44 45,854
1 Площадь поперечного сечения сопла м2  0,267 0,159 0,1344 0,1304 0,1351 0,1438 0,1548 0,1674 0,1809 0,1951 0,2099 0,2168
2 Приведен-ный расход
- 0 0,3504 0,5883 0,6963 0,7172 0,6927 0,6509 0,6044 0,559 0,5172 0,4795 0,4458 0,4315
3 Приведен-ная скорость
- 0 0,228 0,3989 0,4886 0,5074 0,4854 0,4495 0,4116 0,3762 0,3447 0,3171 0,293...