Министерство образования и науки Российской федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Липецкий государственный технический университет

Кафедра промышленной теплоэнергетики

Расчетное задание №8

Расчёт сопла Лаваля

Выполнила:

ст.гр. ТЭ-09-1

Мякотина Е.Ю.

Проверил:

Севостьянов А.В

Липецк 2011

Содержание:

Исходные данные…………………………………………………………………3

1.Расчетная часть:

1.1 Расчет конфузора……………………………………………………………..4

1.2 Расчет диффузора……………………………………………………………..9

2. Графическая часть:………………………………………………….......13

2.1 Распределение скорости по длине сопла………………………………......13

2.2 Распределение давления по длине сопла………………………………......14

2.3 Распределение температуры по длине сопла ……………………...…........15

2.4 Распределение плотности газа по длине сопла……………………….…...16

2.5 Распределение локальной скорости звука по длине сопла……………..…17

2.6 Распределение приведенного расхода по длине сопла………………........18

2.7 Чертеж сопла…………………………………………………………………19

3. Список используемой литературы....................................................20

Исходные данные:

a. газ – сероводород;

b. параметры торможения:

температура газа – 480 °С, давление 1,1 МПа;

c. массовый расход – 25 кг/с;

d. скорость на входе в сопло – 10 м/с;

e. угол раскрытия конического диффузора –11°

Определить:

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

2. Распределение по длине сопла скорости, 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.

1.1 Расчет конфузора:

Определение параметров на входе в сопло:

Рабочее тело: сероводород–трёхатомный газ, показатель адиабаты k=1,33.

Газовая постоянная для сероводорода равна: , где

= 8314 универсальная газовая постоянная.

Из уравнения энергии найдём температуру на входе:

[1] , где С_p - изобарная теплоемкость кислорода;

;

.

Определим скорость звука на входе в сопло:

[1]

Число Маха для входного сечения:

Давление на входе в сопло определяем по формуле:

[1].

Плотность газа во входном сечении определим из уравнения состояния:

; [2]

Из уравнения неразрывности находим площадь входного сечения:

; [3] => ;

.

Найдём радиус входного сечения:

; [3] =>

Определим приведенный расход во входном сечении:

; [1]

Определим режим истечения. Для этого находим отношение давления на выходе из сопла к давлению на входе:

Теперь определим :

;

.

В нашем случае в сопле будет достигаться критическая скорость.

Определение параметров в критическом сечении:

Температура газа в критическом сечении:

; [1]

.

Давление газа:

; [1]

.

Плотность газа в критическом сечении:

.

Найдём скорость газа в критическом сечении:

.

Число Маха: ; [2]

Находим площадь критического сечения:

Отсюда радиус критического сечения:

Определим приведенный расход в критическом сечении:

На основании полученных данных составим таблицу № 1:

	T, K	p, MПа	,
Входное сечение	752,95	1,0997	5,9728	10	494,85	0,0202	4185,642	36,51	0,035
Критическое сечение	646,35	0,5944	3,7608	458,49	458,49	1	144,989	6,795	1