Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты

Искать: Сайт ЕНЭ НТЭ

Расширенный   Формализованый   По связи разделов

А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я

• Естественнонаучные эффекты (ЕНЭ)

	Сопло Лаваля

Анимация

Описание

Сопло закритического режима истечения газа или сопло Лаваля (СЛ) представляет собой комбинацию сужающегося и расширяющегося сопел (рис. 1а).

Сопло Лаваля: продольный разрез

Рис. 1а

В отличие от сужающегося сопла, в котором только часть работы, эквивалентная заштрихованной области (рис. 1б), лежащей выше критического давления ps, может быть превращена в кинетическую энергию потока, в СЛ при увеличении площади поперечного сечения от Ss, до Se используется весь перепад давления от p0 до pe.

Сопло Лаваля: работа расширения и критическое давление

Рис. 1б

Поскольку в самом узком сечении Ss уже достигнута скорость звука, в расширяющейся части СЛ скорость потока сверхзвуковая.

Для перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому необходимо, чтобы площади S поперечных сечений трубы изменялись вдоль ее оси по закону:

        S = msec / rv = (r*v* / rv)S*,

где msec - массовый секундный расход газа;

r - плотность;

v - скорость потока;

звездочкой обозначены критические значения соответствующих величин.

Ключевые слова

• давление критическое
• сопло Лаваля
• режим истечения газа закритический
• режим истечения газа докритический
• сверхзвуковая скорость потока
• энергия кинетическая потока

Разделы наук

• Плазмодинамика
• Сверх и гиперзвуковые потоки в отсутствие незакоепленных необтекаемых тел
• Ударные и детонационные волны
• Общие вопросы газо- и гидродинамики

Применение эффекта

СЛ применяется в газоструйных излучателях звука, работа которых основана на генерировании автоколебаний, возникающих в сверхзвуковой струе при ее торможении резонатором (см. описание: «Генератор Гартмана»). В частности, генераторы Гартмана со сверхзвуковым СЛ могут работать при высоких перепадах давления до 0.6 - 0.7 МПа.

В сверхзвуковых аэродинамических трубах, служащих для изучения процессов обтекания летательных аппаратов высокоскоростным воздушным потоком, для получения в рабочей части потока с M >1 применяется сверхзвуковое сопло, состоящее из сужающейся (дозвуковой) и расширяющейся (сверхзвуковой) частей. Число М в рабочей части определяется отношением площадей сечения рабочей части и критического сечения сопла.

Реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Сопло закритического режима истечения газа или сопло Лаваля (СЛ) представляет собой комбинацию сужающегося и расширяющегося сопел (рис.1а). В отличие от сужающегося сопла, в котором только часть работы, эквивалентная заштрихованной области (рис.1б), лежащей выше критического давления ps, может быть превращена в кинетическую энергию потока, в СЛ при увеличении площади поперечного сечения от Ss, до Se используется весь перепад давления от p0 до pe. Поскольку в самом узком сечении Ss уже достигнута скорость звука, в расширяющейся части СЛ скорость потока сверхзвуковая.

Литература

1. Политехнический словарь.- М.: Советская энциклопедия, 1977.

2. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике.- М.: Наука, 1979.

3. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская энциклопедия, 1979.

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты

Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина