Fúvóka - fizikai enciklopédia
FÚVÓKA - csatorna (cső) váltakozó hossza mentén a keresztmetszet, amelynek célja, hogy eloszlassa a folyadékok vagy gázok, hogy előre meghatározott áramlási sebességgel, és kölcsönöz egy előre meghatározott irányban. Is szolgál mint egy eszköz a gáz és folyadék áramok. Keresztmetszet C lehet négyszögletes (lapos C.), kerek (forgásszimmetrikus C.), lehet gyűrű alakú (gyűrű alakú SS lehetőség. Body), vagy bármilyen alakú a t. H. Az ellipszis vagy sokszög (térbeli C ) ..
S. széles körben használják a szakmában: a gőz, víz és gázturbinák, rakéta és levegőt felhasználó sugárhajtóművek, gáz dinamikus lézer. A magneto. létesítmények szélcsatornákhoz és a gáz-dinamikus. áll, hogy hozzon létre molekuláris gerendák a kém. technológia, tintasugaras készülékek, folyamatok, és a ventilátor al.
VS egy folyamatos növekedése a sebesség v egy folyadék az áramlás irányában - a kezdeti (általában kis) értéket v0 a bemeneti szakasz a S. Naib. A sebesség vc kiadási S. autójában S. Int. az energia a munkaközeg alakítjuk kinetikus. energia kapott jet reakció erő a raj, ellentétes irányú kipufogógáz sebessége nevezzük. tapadást. A törvény az energiamegmaradás együtt a növekedési ütem S. van egy folyamatos nyomásesés és a sebesség-ry a saját elején. p0 értékek. T0 a bemeneti szakasz S. Nairn. Pc értékeket. Tc a kimeneten. Így. végrehajtja a szükséges áramlási S.-nek egy bizonyos nyomásesés, azaz a. e. hogy az a feltétel
Ha feltételezzük, hogy a mozgás a folyadék vagy gáz keresztül izentropikus C. (lásd. Izentropikus folyamat), és a helyhez kötött közepes és megtekinthetők a keresztmetszete S a p nyomás értékét. v sebességgel. sűrűsége p és hangsebesség (egydimenziós közelítés), az következik, Euler egyenlet
(X - koordináta a fúvóka mentén), a kontinuitási egyenlet és kifejezések zvukapoluchaem sebesség ur-set
Ez azt mutatja, hogy v <с (дозвуковое течение по С.) знак dv противоположен знаку dS. т. е. для того, чтобы скорость течения по С. росла (dv> 0) növekvő keresztmetszeti területe x csökkenteni kell (dS <0), а при v> az (a szuperszonikus áramlás S.) dv DS és a jelek azonos, azaz a. e., így a növekedési ráta (dv> 0) növelni kell, és a mérete S mentén S. (dS> 0). Fizikailag ez annak a ténynek köszönhető, hogy a szuperszonikus áramlás sebessége gázok hatása miatt a komprimáihatóságát gáz sűrűsége csökken gyorsabb, mint a növekvő sebesség mellett S. és fogva kontinuitási egyenlet gyors sűrűség csökkenése kompenzáció szükséges növelni a területet S. Ha v = s. DS = 0, akkor p-CIÓ és S (x) veszi a szélsőséges (minimum) érték. Így. S. szubszonikus kúpos alakú (ábra. 1).
Naib. sebesség, amelyre szintén kúpos, hogy megkapja a hangsebesség C érhető el, és annak kimenete (Naib. legszűkebb) keresztmetszete. Supersonic S. néven Laval fúvóka feltalálója után - a svéd. Engineer K. GP de Laval (K. G. P. de Laval), kezdetben konvergáló, majd széttartó alakja (ábra. 2). A nyomás Pc a kimeneti rész C. szubszonikus mindig megegyezik a Pa nyomás a környezetben, ahol van kisülési S. (pc = pa). A növekvő p0 és állandó sebesség vc pa kimeneti szakasz C. szubszonikus először nő, majd egy bizonyos p0 eléri raj meghatározva. értékeket, VC és állandóvá válik a további növekedés p0 nem változik. Ezt a jelenséget nevezzük. válság techeniyav C. után a válság kezdete Sze A kipufogógáz sebessége szubszonikus S. megegyezik a helyi hangsebesség (v = c) és az úgynevezett. kritikus sebesség. Ebben az esetben az összes paraméter a gázt a kivezető szakasz C is nevezik. kritikus és S. hívott. hangzik.
Ábra. 1. reakcióvázlat szubszonikus fúvóka.
Ábra. 2. Az áramkör a szuperszonikus fúvóka.
A szuperszonikus AS nevezett kritikus. ő Naib. keskeny oldalán. Görbe a raj valósul átmenet szubszonikus szuperszonikus áramlási sebesség (v vezetéken = s), a régióban található min. szakasz C. Ezért, Wed. sebesség kritikus. szakasz mindig közel a hangsebességet. rel. sebesség és nyomás a kilépés a szuperszonikus C. csak attól függ az arány a kivezető szakasz terület a terület a kritikus Sc. rész, és nem függenek sokféle jellemzői változnak. P0 / pa nyomást. Nyomás a kimeneti rész C. szuperszonikus lehet egyenlő a nyomás a környezeti (pc = pa) „jelentése áramlási rezsim C. nevű. számított, különben - neraschotnym. Neraschotnye módok képződése jellemzi a ritkítás- hullámok C esetén PC> Pa vagy lökéshullámok belül vagy C. esetében pc <ра . Когда поток проходит через систему волн разрежения или ударных волн, давление становится равным ра .
Általánosabban neizoentropiynogo és neadiabatich. áramlási S. ur-típusú (2) tartalmaz, a tagokat, hogy figyelembe veszik a súrlódó ellátási vagy hőelvezetést, tömeg és mechanikusan. dolgozni, hogy a munkaközeg. Tekintettel ezekre a hatások az átmenet áramlási sebességgel a hang sebessége is előfordulhat nem csak a geometrikus - első konvergens majd divergens C, de ha a jele a hatása az áramlás a csatorna helyzetben. szakasz. Így a szubszonikus áramlás egy csatorna felgyorsul a hőbevitel (termikus C.), a tömeg (fogyóeszközök C.) mechanikusan tökéletes gáz. művelet (mechanikai C) és szuperszonikus - ha a megjelölés az említett hatások a hátán. Hatása alatt egyoldalú nagyságának hatása a gáz áramlási sebessége növelhető csak egy kritikus értéket (akár a hangsebesség), de nem vihető át rajta.
A sebesség változtatása mellett Geom. S. határoztuk jog variációs terület S (x) hosszúságú S. C. áramkör azaz Fct formában S (x) az egydimenziós közelítés, nem lehet meghatározni. Ezért kidolgozott elmélet kétdimenziós (sík és tengelyszimmetrikus) és háromdimenziós (térbeli) trendek SA alapuló megoldás (Ch. Arr. Numerikus módszerekkel számítógépek használata) DOS. Eltérés. ur betétek gáz dinamikájának megfelelő határoló és az elején. körülmények között. C. Elméletileg két problémát megoldani: egyenes - meghatározunk egy áramlási utat S. to- megadott inverz - meghatározó áramköröket S., amelynek K - L. kívánt tulajdonságok. Pl. aerodinamikai. S. cső vezet a konnektorba, m. E. A dolgozó rész aerodinamikai. cső homogén (nagyság és irány) egy előre meghatározott áramlási sebességgel (vagy Mach-szám Mc = VC / c). és áramköri C. rakéta és sugárhajtóművek úgy határozzuk meg, így max. impulzus áramot a kimeneti C (max. vontatási) az adott korlátozások tömege és méretei C. Ahhoz, hogy eleget az előírt követelményeket a széles áramlási feltételek (pl. változás Mach-szám aerodinamikai pp. csövek, sebesség és magasság letat szűrőt. rakéta egység vagy sugárhajtású motorral), állítható S. S. használt szuperszonikus aerodinamikai. C. csövek és szubszonikus használt motorok mechanikusan. szabályozás a kritikus területen. szakasz C. Skp. lehetővé téve megváltoztatásával a kapcsolat Skr / Sc változtatni a Mach-szám, és a nyomás a kijárat és S. S. szuperszonikus motorok azonos célra, kivéve Skr rendelet használatra visszahúzható (teleszkópos) iratban és kibontakozó fúvóka diszkréten változó Sc.
C. Analízis a tekintve valós munkaközeg a SI figyelembe veszi a súrlódás munkaközeg hőcsere a falak, a jelenléte C. a gázáramban a folyadék és a szilárd részecskék (lásd. A kétfázisú áramlás) a kémiai egyensúlyi. és fizikai reakciókat. gerjesztő folyamatok ext. szabadsági fok a molekulák, az átadást a sugárzó energia, milyen hatással van e - mag. mezők és mások. Mindezen folyamatok kapcsolódó munkaközeg a különbség az ideális gáz. kialakulásához vezet a december faj S. veszteség csökkentésében tolóerő hatékonyság turbinák vagy motorokat. C. fejlesztés az elmélet választ adott számos elvi kérdések vizsgálata a mozgás folyadékok és gázok. Együtt az elmélet S. kifejlesztett kifinomult kísérleti. kutatási módszerek természetesen St. létrehozását igénylik különleges. hidrodinamikai. berendezések és a gáz-dinamikus. áll, valamint a mérési rendszer erők és az áramlás paramétereit.