Реферат

Реферат Сопло Лаваля

Работа добавлена на сайт bukvasha.ru: 2015-10-28

Бесплатно
Узнать стоимость работы
Рассчитаем за 1 минуту, онлайн





ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчетная работа по курсу: ”Специальные главы ГГД”

Расчет сопла Лаваля
Вариант№31
Выполнил: студент группы ТЭ-07-2

                                                                                            Татьянин И.Ю.

                                                                                           «     »         2009 год                     

                                                                           

                                                                                      Проверил:

                                                                                                                     Севастьянов А.В.




                                                                                                      

                                                                                                           «     »            
    
2009
год
  
Липецк,2009



Оглавление:

Расчётное задание…………..……….……………..………………...............…..3

1.Расчет конфузора………………………………………………… 4      

2.Расчет диффузора…………………………………………………9

Список используемой литературы………………………………….………13
Исходные данные:

a. газ – ксенон;

b. параметры торможения:

          температура газа – 2410 °С, давление 13 МПа;

c. массовый расход – 10 кг/с;

d. скорость на входе в сопло – 15 м/с;

e. угол раскрытия конического диффузора 7°

  Определить:

1. Размеры сопла (конфузор рассчитать по формуле Витошинского, ).

2. Распределение по длине сопла диаметра сопла, давления, температуры и плотности газа, локальной скорости звука, приведенного расхода.
  Примечание

·         Режим истечения расчетный (давление на выходе равно 0,02 МПа).

·         Газ принять идеальным.

·         Толщиной пограничного слоя и потерями по длине пренебречь.
1.Расчет конфузора.

   Проведем расчет первой суживающейся части сопла Лаваля - конфузора.  

  ,

где  - универсальная газовая постоянная, а μ  - молярная масса ксенона.

Из уравнения Майера:





 

  Пусть все параметры на входе в сопло имеют индекс 1, а на выходе из сопла –

 индекс 2, а параметры торможения индекс 0.     

  Найдем температуру на входе в сопло, выразив ее через температуру торможения :



Далее определяем скорость звука на входе в сопло:



  Находим число Маха для входного сечения:



 Находим давление на входе в сопло:



Находим отношение давления на выходе из сопла к давлению на входе:



Получаем  можем посчитать критическую скорость.       

   Зная параметры торможения можно найти неизвестные из  критических и начальных параметров движения газа:  а так же соответствующие габариты сопла:


Расчет критических параметров:

Так как в критическом сечении , то  с другой стороны: , где а – скорость звука,  Из данных формул получаем выражение для критической температуры:

 

Подобным образом получается формула для критического давления:



Плотность газа в критическом сечении находим как:



Тогда:









Из уравнения расхода  можно найти площадь критического сечение:



Находим радиус критического сечения:


В критическом сечении  число Маха ;

Определяем приведенный расход в критическом сечении:   где  

Тогда:



 

Определение параметров на входе:

Плотность газа во входном сечении находим из уравнения:


Площадь входного сечения находим по формуле:


Находим радиус входного сечения:    

  
Определяем приведенный расход во входном сечении:  где

 Тогда:



 

Параметры входного и критического сечений представлены в №1:

Таблица №1
.





, K

, МПа

, кг/м

, м/с

a, м/с

M

, м

r, м



Критическое сечение

2017,3

6,345

49,94

459,24

459.24

1

0,000436

0,0118

1

Входное сечение

2682,28

12,991

76,95

15

529,55

0,0283

0,00866

0,0525

0,0513

По условиям расчета, длина конфузора равна:

 

   Для последующих расчетов разобьем длину конфузора на 20 одинаковых участков, также разобьем число Маха по длине, тогда получив соответствующий масштаб для  и , мы сможем найти значения всех необходимых неизвестных параметров в каждой точке по формулам:

 



 

 

Значения радиусов также найдем, поделив длину конфузора на 20 равных частей, затем подставив получившиеся значения в формулу по формуле Витошинского:



где   - длина конфузора, - радиус критического сечения,  - радиус входного сечения,  - расстояние от входного сечения до любой точки на оси конфузора,  - радиус в искомой точке;

 где

   Шаг длины:



  Шаг числа Маха:



  

Таблица №2.

x

M

T

P

ρ

a

r



qa

w

0,00000

0,02830

2682,30009

12,99118

76,90041

529,55254

0,05250



0,05078

14,98634

0,00315

0,07689

2677,78536

12,93625

76,70438

529,10669

0,04983



0,13625

40,68037

0,00630

0,12547

2669,14254

12,83150

76,32958

528,25213

0,04376



0,22071

66,27979

0,00945

0,17406

2656,45140

12,67860

75,78037

526,99478

0,03727



0,30316

91,72608

0,01260

0,22264

2639,82768

12,47999

75,06301

525,34326

0,03172



0,38287

116,96242

0,01575

0,27123

2619,42050

12,23875

74,18555

523,30873

0,02730



0,45916

141,93441

0,01890

0,31981

2595,40906

11,95854

73,15763

520,90470

0,02384



0,53144

166,59053

0,02205

0,36840

2567,99884

11,64342

71,99018

518,14676

0,02111



0,59920

190,88267

0,02520

0,41698

2537,41741

11,29782

70,69523

515,05230

0,01893



0,66204

214,76651

0,02835

0,46557

2503,90995

10,92632

69,28557

511,64028

0,01716



0,71963

238,20181

0,03150

0,51415

2467,73475

10,53362

67,77456

507,93087

0,01571



0,77176

261,15266

0,03465

0,56274

2429,15870

10,12436

66,17579

503,94520

0,01450



0,81829

283,58760

0,03780

0,61132

2388,45302

9,70305

64,50289

499,70503

0,01348



0,85917

305,47968

0,04095

0,65991

2345,88919

9,27400

62,76926

495,23248

0,01262



0,89444

326,80639

0,04410

0,70849

2301,73536

8,84121

60,98792

490,54976

0,01187



0,92422

347,54960

0,04725

0,75708

2256,25307

8,40837

59,17130

485,67895

0,01123



0,94867

367,69539

0,05040

0,80566

2209,69453

7,97876

57,33114

480,64175

0,01066



0,96800

387,23383

0,05355

0,85425

2162,30030

7,55531

55,47835

475,45933

0,01017



0,98250

406,15876

0,05670

0,90283

2114,29751

7,14052

53,62298

470,15214

0,00973



0,99245

424,46746

0,05985

0,95142

2065,89853

6,73650

51,77414

464,73980

0,00934



0,99817

442,16042

0,06300

1,00000

2017,30000

6,34500

49,94000

459,24096

0,00900



1,00000

459,24096


3.Расчет диффузора.

Проведём расчет второй части сопла Лаваля (диффузора).Входными параметрами для диффузора являются критические, которые были ранее определены. Располагая значениями критических параметров можем вычислить параметры на выходе.


Расчет выходных параметров:

Скорость на выходе вычислим по формуле:

 где  

Тогда:



 Вычислим коэффициент скорости :



=> число Маха можно найти по формуле:



Выходные параметры рассчитываются формулам:









 где   

Тогда:

   Параметры на выходе представлены в таблице  №3:

Таблица №3.



, K

, МПа

, кг/м

, м/с

a, м/с

M

, м

r, м



Выходное сечение

204,284

0,02

1,554

886,159

146,141

6,063723

0,00726

0,04809

0,060062

  

Зная критический и выходной радиусы, и приняв, что диффузор конический (угол раскрытия 7°) можно найти его длину. Длина диффузора вычисляется по формуле: 



  

   Для расчета промежуточных  значений параметров по длине диффузора, разобьем его длину и число Маха на 50 одинаковых частей:

Шаг длины:

Шаг числа Маха:

   Формулы  для расчета промежуточных значений параметров:

 



 







 где
Значение параметров по длине диффузора№4:

Таблица №4

X,м

M

T,К

P, МПа

Ρ,кг/м3

а ,м/с

r

d



qa

W ,м/с

0,00000

1,00000

2017,30000

6,34500

49,94000

459,24096

0,01178

0,02357



1,00000

459,24096

0,00570

1,10127

1916,12597

5,57477

46,19450

447,57663

0,01183

0,02365



0,99280

492,90471

0,01140

1,20255

1816,25444

4,87255

42,59582

435,75634

0,01194

0,02389



0,97325

524,01832

0,01710

1,30382

1718,79199

4,24141

39,18087

423,90353

0,01213

0,02425



0,94421

552,69533

0,02280

1,40510

1624,57049

3,68067

35,97294

412,12091

0,01236

0,02473



0,90827

579,07020

0,02850

1,50637

1534,18074

3,18710

32,98422

400,49181

0,01265

0,02530



0,86764

603,28976

0,03420

1,60765

1448,00976

2,75583

30,21818

389,08198

0,01298

0,02596



0,82415

625,50638

0,03990

1,70892

1366,27794

2,38116

27,67179

377,94178

0,01335

0,02670



0,77928

645,87272

0,04560

1,81020

1289,07352

2,05709

25,33742

367,10831

0,01375

0,02751



0,73416

664,53788

0,05130

1,91147

1216,38310

1,77768

23,20436

356,60757

0,01419

0,02838



0,68966

681,64472

0,05700

2,01274

1148,11760

1,53731

21,26001

346,45638

0,01466

0,02931



0,64641

697,32820

0,06270

2,11402

1084,13372

1,33084

19,49086

336,66409

0,01515

0,03030



0,60485

711,71431

0,06840

2,21529

1024,25120

1,15362

17,88309

327,23415

0,01567

0,03135



0,56525

724,91968

0,07410

2,31657

968,26645

1,00153

16,42310

318,16530

0,01622

0,03244



0,52779

737,05155

0,07980

2,41784

915,96299

0,87097

15,09782

309,45274

0,01679

0,03358



0,49254

748,20797

0,08550

2,51912

867,11934

0,75883

13,89489

301,08894

0,01738

0,03477



0,45952

758,47825

0,09120

2,62039

821,51485

0,66242

12,80279

293,06441

0,01800

0,03600



0,42869

767,94345

0,09690

2,72167

778,93381

0,57942

11,81087

285,36825

0,01863

0,03727



0,39997

776,67701

0,10260

2,82294

739,16832

0,50788

10,90941

277,98864

0,01929

0,03857



0,37328

784,74532

0,10830

2,92421

702,02014

0,44610

10,08954

270,91319

0,01996

0,03992



0,34851

792,20836

0,11400

3,02549

667,30180

0,39267

9,34322

264,12926

0,02065

0,04131



0,32555

799,12023

0,11970

3,12676

634,83716

0,34638

8,66321

257,62413

0,02136

0,04273



0,30428

805,52977

0,12540

3,22804

604,46156

0,30619

8,04295

251,38521

0,02209

0,04418



0,28458

811,48103

0,13110

3,32931

576,02169

0,27124

7,47659

245,40013

0,02283

0,04567



0,26634

817,01374

0,13680

3,43059

549,37521

0,24078

6,95885

239,65688

0,02359

0,04719



0,24946

822,16379

0,14250

3,53186

524,39032

0,21418

6,48499

234,14382

0,02437

0,04874



0,23383

826,96355

0,14820

3,63314

500,94519

0,19090

6,05079

228,84977

0,02516

0,05032



0,21936

831,44232

0,15390

3,73441

478,92736

0,17050

5,65243

223,76399

0,02597

0,05193



0,20595

835,62657

0,15960

3,83568

458,23313

0,15257

5,28652

218,87624

0,02679

0,05357



0,19352

839,54027

0,16530

3,93696

438,76694

0,13679

4,95000

214,17675

0,02762

0,05525



0,18199

843,20515

0,17100

4,03823

420,44077

0,12287

4,64014

209,65624

0,02847

0,05694



0,17129

846,64090

0,17670

4,13951

403,17357

0,11057

4,35447

205,30588

0,02934

0,05867



0,16136

849,86541

0,18240

4,24078

386,89069

0,09968

4,09081

201,11734

0,03021

0,06042



0,15213

852,89493

0,18810

4,34206

371,52340

0,09002

3,84715

197,08268

0,03110

0,06220



0,14355

855,74427

0,19380

4,44333

357,00839

0,08143

3,62172

193,19442

0,03201

0,06401



0,13556

858,42689

0,19950

4,54461

343,28732

0,07379

3,41292

189,44548

0,03292

0,06584



0,12812

860,95510

0,20520

4,64588

330,30642

0,06697

3,21930

185,82917

0,03385

0,06770



0,12119

863,34011

0,21090

4,74716

318,01608

0,06088

3,03956

182,33914

0,03479

0,06958



0,11472

865,59218

0,21660

4,84843

306,37055

0,05543

2,87251

178,96944

0,03574

0,07149



0,10868

867,72071

0,22230

4,94970

295,32757

0,05054

2,71710

175,71441

0,03671

0,07342



0,10304

869,73429

0,22800

5,05098

284,84812

0,04615

2,57236

172,56871

0,03769

0,07538



0,09776

871,64082

0,23370

5,15225

274,89609

0,04220

2,43742

169,52730

0,03868

0,07735



0,09283

873,44754

0,23940

5,25353

265,43812

0,03864

2,31149

166,58543

0,03968

0,07936



0,08820

875,16111

0,24510

5,35480

256,44328

0,03543

2,19385

163,73858

0,04069

0,08138



0,08387

876,78767

0,25080

5,45608

247,88295

0,03253

2,08385

160,98251

0,04171

0,08343



0,07981

878,33285

0,25650

5,55735

239,73057

0,02991

1,98090

158,31318

0,04275

0,08550



0,07599

879,80187

0,26220

5,65863

231,96151

0,02753

1,88445

155,72679

0,04379

0,08759



0,07240

881,19955

0,26790

5,75990

224,55291

0,02537

1,79401

153,21974

0,04485

0,08970



0,06903

882,53031

0,27360

5,86117

217,48350

0,02341

1,70913

150,78861

0,04592

0,09183



0,06586

883,79828

0,27930

5,96245

210,73353

0,02163

1,62941

148,43017

0,04699

0,09399



0,06288

885,00726

0,28500

6,06372

204,28459

0,02000

1,55445

146,14137

0,04808

0,09617



0,06006

886,16078

Рассматривая выходное сечение, и знвчения, посчитанные ранее по формулам, совпадают со значениями представленными в таблице (последняя строка   На основании таблиц (таблица №2 и таблица №4) построены распределения: 

1.     давления по длине сопла -

2.     температуры по длине сопла -

3.     плотности по длине сопла -

4.     локальной скорости звука по длине сопла -

5.      приведенного расхода по длине сопла -

             где .

  
Список используемой литературы:

1.              В. Н. Юренев, П. Д. Лебедев. Теплотехнический справочник, т.2, Москва, «Энергия», 1976 г.

2.              М.Е. Дейч, А.Е. Зарянкин. Гидрогазодинамика. Москва, «Энергоатомиздат», 1984 г.

3.               И.Л. Повх. Техническая гидромеханика. Ленинград, Машиностроение,    1976 г.

4.             В.Н. Зубарев, А.Д. Козлов, В.М. Кузнецов и др.; Теплофизические   

 свойства технически важных газов. Москва, «Энергоатомиздат», 1989 г.

5.    Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. Ленинград, Машиностроение, 1977г.


1. Реферат Закон концентрації капіталу економіко-правові аспекти
2. Курсовая на тему Фонд обязательного медицинского страхования
3. Контрольная работа на тему Денежные реформы как форма проведения антиинфляционной политики
4. Реферат на тему Taking Responsibility Essay Research Paper 1999 must
5. Реферат Татарские царевичи
6. Реферат на тему Strategies Of Containment A Critical Appraisal Of
7. Реферат PR и маркетинг 2
8. Реферат на тему How The KKK Anarchists Preaks Compare To
9. Реферат Административный способ защиты правналогоплательщиков
10. Реферат Характеристика стран Северной Европы