Расчет сопел

Целью расчета сопел является определение скорости истечения рабочего тела (c₂), а также площади выходного (f₂) и минимального (f_min) (для сопел Лаваля) сечений.

Скорость истечения рабочего тела из сопла в соответствии с уравнением (6.2),

.

(6.17)

Для идеального газа в адиабатном процессе

.

Тогда выражение (6.17) можно представить в виде

(6.18)

или, с учетом p₂/p₁ =b,

.

(6.19)

Площадь выходного сечения сопла рассчитывается по уравнению неразрывности потока

.

(6.20)

Для минимального сечения сопла Лаваля можно получить аналогичные формулы:

,	(6.21)
,	(6.22)
.	(6.23)

Как рассчитываются параметры: v_кp, p_кp, h_кp в критическом сечении? Решение уравнений (6.22), при условии , а также дает

.

(6.24)

Численные значения b_кp, полученные по формуле (6.24), приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Давление в минимальном сечении сопла Лаваля рассчитывается по формуле

.

(6.25)

Определение остальных критических параметров зависит от вида рабочего тела.

Для идеального газа

.

Для водяного пара критические параметры можно определить с помощью таблиц воды и водяного пара или по h-s-диаграмме в точке пересечения обратимого адиабатного процесса истечения (s₁= const) с изобарой p_кp. Для перегретого пара можно принять b_кр= 0,546.