Расчетно-графическая работа на тему: Расчет сопла Лаваля (вариант 49)

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 (координата x, см) , 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 = 547,12 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 = 49,515 см

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

Задание к расчету
Задание
на домашнюю работу по курсу "Механика жидкости и газа" . Специальность 140101, 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 = 19+30(2-1) = 49.

Расчет дозвукового режима работы (p2=20,5 бар, q2=0,39951)

№ п/п Наимено-вание величины Метод определения Размер-ность x [см]
0 4 8 12 xmin=
16,333 18 22 30 35 40 х2=
49,515
1 Площадь поперечного сечения сопла
м2 ∞ 0,26499 0,15499 0,12831 0,12245 0,12303 0,12792 0,14579 0,15977 0,17494 0,2058
2 Приведен-ный расход
- 0 0,31027 0,53049 0,64076 0,67146 0,66830 0,64274 0,56397 0,51462 0,46999 0,39951
3 Приведен-ная скорость
- 0 0,19995 0,35461 0,44116 0,46691 0,46423 0,44274 0,38 0,34277 0,3103 0,26062
4 Число Маха
- 0 0,18314 0,32716 0,40941 0,43419 0,4316 0,41094 0,35114 0,31601 0,28556 0,23927
5 Относитель-ное давление
- 1 0,97687 0,92855 0,891 0,8785 0,87983 0,89025 0,91827 0,93312 0,94495 0,96094
6 Относи- тельная температура
- 1 0,99334 0,97904 0,96756 0,96367 0,96408 0,96733 0,97593 0,98042 0,98395 0,98868
7 Статическое давление
бар 21,333 20,84 19,809 19,008 18,741 18,769 18,992 19,589 19,907 20,159 20,500
8 Статическая температура
К 894 888,046 875,262 864,999 861,521 861,888 864,793 872,481 876,495 879,651 883,88
9 Скорость потока
м/с 0 109,397 194,014 241,368 255,456 253,989 242,232 207,906 187,537 169,772 142,591
10 Местная скорость звука
м/с 599,342 597,339 593,026 589,550 588,351 588,484 589,459 592,088 593,451 594,521 595,940
11 Плотность
кг/м3 8,315 8,177 7,886 7,657 7,579 7,587 7,652 7,823 7,913 7,985 8,081








Таблица 4.15
Расчет дозвукового режима работы (p2=21 бар, q2=0,25588)

№ п/п Наимено-вание величины Метод определения Размер-ность x [см]
0 4 8 12 xmin=
16,333 18 22 30 35 40 х2=
49,515
1 Площадь поперечного сечения сопла
м2 ∞ 0,26499 0,15499 0,12831 0,12245 0,12303 0,12792 0,14579 0,15977 0,17494 0,2058
2 Приведен-ный расход
- 0 0,19872 0,33977 0,4104 0,43006 0,42804 0,41167 0,36122 0,32961 0,30102 0,25588
3 Приведен-ная скорость
- 0 0,12683 0,21972 0,26806 0,28186 0,28051 0,26904 0,23437 0,21289 0,19385 0,16406
4 Число Маха
- 0 0,11593...