3.Расчет диффузора

3.1 Определение параметров на выходе из сопла

Параметры на входе диффузора равны параметрам в критическом сечении, зная эти параметры, рассчитаем параметры на выходе из сопла. Обозначим параметры на выходе из сопла индексом 2.

1. Найдем температуру газа на выходе из сопла:

;(21)

- температура газа на выходе из сопла, К;

.

2. Найдем плотность газа на выходе из сопла:

;(22)

- плотность на выходе из сопла,

.

3. Используя формулу (4), определим адиабатную локальную скорость звука на выходе из сопла:

- локальная адиабатная скорость звука на выходе из сопла, м/с;

.

4. Найдем скорость потока на выходе из сопла:

;(23)

- скорость потока в выходном сечении диффузора, м/с;

5. По формуле (5) определим число Маха для выходного сечения:

6. Найдем коэффициент скорости для выходного сечения сопла:

;(24)

- коэффициент скорости в выходном сечении сопла;

.

7. Из уравнения (8) – уравнения неразрывности, определим площадь выходного сечения сопла:

- площадь выходного сечения сопла,;

8. Определим по формуле (9) радиус выходного сечения сопла:

- радиус выходного сечения сопла, см;

9. Найдем приведенную площадь выходного сечения и приведенный расход в выходном сечении по формулам (10) и (11):

.

На основании полученных данных для входного, выходного и критического сечений составим таблицу основных параметров:

Таблица 5.Значения основных параметров

Сечение	Т, К	Р, МПа	, кг/м^3	w, м/с	а, м/с	М	f, см^2	r, см
Входное	752,95	1,0997	5,9728	10	494,85	0,0202	4185,642	36,51	28,8547	0,035
Критич.	646,35	0,5944	3,7598	458,48	458,48	1	144,989	6,795	1	1
Выходное	278,06	0,02	0,29186	967,488	300,71	3,217	885,541	16,8	6,1	0,1639

2. Определение геометрических параметров диффузора и распределения по его длине основных параметров

1)Длину диффузора рассчитаем по формуле:

;(25)

- длина конфузора, м;

- угол раскрытия диффузора,

.

2) Так как по условию распределение скорости по длине диффузора линейное, найдем уравнение прямой, которое описывает данное распределение:

- общий вид уравнения прямой;

Используя начальные условия, определим коэффициенты этого уравнения:

при х=0; ;

при x=1,43 м;.

,.

Таким образом, уравнение кривой, которая описывает распределение скорости по длине сопла: .

3. Разделим диффузор на 20 равных частей.

Шаг длины диффузора равен .

4) Используя следующие формулы, определим распределение основных параметров по длине всего сопла, с помощью программы MicrosoftExcel.

;

; (26)

_{; (27)}

_{; (28)}

_;

Таблица 6.Распределение основных параметров по длине диффузора

x, м	w, м^2/с		Т, К	Р, МПа	, кг/м^3	a, м/с	М			f, м^2	r, м
0	458,4847	1	646,3082	0,5944	3,760021	458,4699	1,000032	1	1	0,014505	0,067949
0,0715	483,8672	1,055362	634,1737	0,550686	3,549215	454,1456	1,065445	1,003561	0,996451	0,014557	0,06807
0,143	509,2497	1,110723	621,3855	0,50728	3,336745	449,5433	1,132816	1,014263	0,985938	0,014712	0,068432
0,2145	534,6322	1,166085	607,9436	0,464482	3,122783	444,6545	1,202354	1,032308	0,968704	0,014974	0,069038
0,286	560,0147	1,221447	593,8481	0,422579	2,9085	439,4694	1,274297	1,058131	0,945063	0,015348	0,069896
0,3575	585,3972	1,276809	579,0988	0,381844	2,69507	433,9776	1,348911	1,092418	0,9154	0,015846	0,07102
0,429	610,7797	1,33217	563,6959	0,342531	2,483659	428,1672	1,426498	1,136149	0,880166	0,01648	0,072427
0,5005	636,1622	1,387532	547,6392	0,304873	2,275415	422,0251	1,507404	1,190653	0,839875	0,01727	0,074144
0,572	661,5447	1,442894	530,9289	0,269078	2,071468	415,5365	1,592025	1,257704	0,795099	0,018243	0,076203
0,6435	686,9272	1,498255	513,5649	0,235329	1,872913	408,685	1,680823	1,339646	0,746466	0,019432	0,078646
0,715	712,3097	1,553617	495,5472	0,203782	1,680802	401,4519	1,774334	1,439578	0,694648	0,020881	0,081527
0,7865	737,6922	1,608979	476,8758	0,174558	1,496139	393,8163	1,873189	1,561623	0,64036	0,022651	0,084913
0,858	763,0747	1,664341	457,5507	0,147752	1,319865	385,7542	1,978137	1,711312	0,584347	0,024823	0,088889
0,9295	788,4572	1,719702	437,5719	0,12342	1,152849	377,2383	2,090078	1,896172	0,527378	0,027504	0,093567
1,001	813,8397	1,775064	416,9394	0,101588	0,995881	368,2371	2,210097	2,126595	0,470235	0,030846	0,099089
1,0725	839,2222	1,830426	395,6533	0,082247	0,849656	358,7141	2,33953	2,417207	0,413701	0,035062	0,105643
1,144	864,6047	1,885787	373,7134	0,065353	0,714766	348,6265	2,480032	2,789042	0,358546	0,040455	0,113478
1,2155	889,9872	1,941149	351,1199	0,050829	0,591689	337,9238	2,633692	3,273123	0,305519	0,047477	0,122932
1,287	915,3697	1,996511	327,8726	0,038566	0,480774	326,5454	2,803193	3,916561	0,255326	0,05681	0,134473
1,3585	940,7522	2,051873	303,9717	0,028427	0,382234	314,4181	2,992042	4,793376	0,208621	0,069528	0,148766
1,43	966,1347	2,107234	279,4171	0,020244	0,296128	301,4515	3,204942	6,024644	0,165985	0,087387	0,166782