Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Сверхзвуковое истечение газов из сопла

Рис. 1.3. Схема истечения газа из сверхзвукового сопла с выходным диаметром В в вакуум, X — расстояние пролета кластеров. Направления движения молекул газа и кластеров показаны стрелками Рис. 1.3. <a href="/info/1022038">Схема истечения</a> газа из <a href="/info/1483729">сверхзвукового сопла</a> с выходным диаметром В в вакуум, X — расстояние пролета кластеров. Направления <a href="/info/365656">движения молекул газа</a> и кластеров показаны стрелками

Рис.6.14. Занисимость скорости истечения из сверхзвукового сопла от начальной температуры сжиженных газов Рис.6.14. Занисимость <a href="/info/72733">скорости истечения</a> из <a href="/info/1483729">сверхзвукового сопла</a> от <a href="/info/25846">начальной температуры</a> сжиженных газов
    Рассмотрим сверхзвуковое истечение газа из плоского сопла с косым срезом в пространство, в котором давление меньше, чем [c.172]

    Сверхзвуковое истечение из сопла в том случае, когда на срезе давленпе меньше окружающего, осуществляется посредством сложной системы скачков. Рассмотрим, например, плоскопараллельную струю газа ), вытекающую в среду большего [c.151]

    Формулу (10) можно использовать и для определения расхода газа в сверхзвуковом сопле на расчетном режиме истечения, [c.149]

    Ранее было установлено, что нижний предел вибрационного горения в первом приближении/не зависит от диаметра сопла и давления газа перед ним [1]. Опыты показали, что такая закономерность остается справедливой и для верхнего предела. Давление газа перед соплом изменялось от 0,2 до 3,1 кГ/см , диаметр сопла варьировался от 2 до 4 мм, а диаметр подводящего газопровода —от 15 до 35 мм. При сверхзвуковом истечении газа звуковые волны не проникают за сопло в подводящую магистраль, л при дозвуковом — проникают сильно ослабленными поэтому акустические свойства подводящей системы, в том числе и диаметр сопла (при постоянном расходе), мало влияют на вибрационное горение. [c.301]

    Сверхзвуковое истечение газов из сопла [c.36]

    Изотопический сдвиг спектров ( 0,6 см 1) слишком мал, чтобы в данных условиях обеспечить высокую селективность процесса возбуждения. При газодинамическом охлаждении UFs в сверхзвуковых потоках заселёнными остаются практически только уровни основного колебательного состояния 10-12], и в спектрах проявляются достаточно хорошо разрешённые Q-ветви (рис. 8.5.2). Показатель адиабаты молекул UFg мало отличается от единицы, - (UFe) = 1,07. Для их эффективного охлаждения при сверхзвуковом истечении из сопла необходимо сильное разбавление газом-носителем, например аргоном ( 95%). Для получения структурированных, разрешённых спектров необходимо охлаждение до 70 К. При таких температурах и парциальных давлениях UF0 в зоне облучения 0,1 мм рт.ст. и выше происходит конденсация UF на выходе из сопла. [c.476]

    Рассмотрим сверхзвуковое нерасчетное истечение пз сопла Лаваля, когда Ра > Ра. На значительном удалении от сопла давления в струе и в атмосфере должны уравняться. В связи с этим давление в струе по мере удаления от выходного отверстия соила постепенно уменьшается, скорость газа возрастает и поперечное сечение сверхзвуковой струи увеличивается (рис. 4.4). Опыт показывает, что при этом происходит перерасширение струи, т. е. в некотором наиболее широком сечении струи устанавливается давление ниже атмосферного Ра < Рв- После этого струя начинает сужаться, так как давление должно приблизиться к [c.150]


    Формула (122) удобна для вычисления тяги на режимах, когда статическое давление на срезе сопла равно атмосферному и iV = 1. Такие условия существуют, в частности, при дозвуковой скорости истечения газа из сопла, а также при работе сверхзвуковых сопел на расчетном режиме. [c.246]

    Качественно новая картина течения наблюдается нри сверхкритических отношениях давлений в сопле. При дозвуковом истечении давление газа на выходе из сопла равно давлению в окружающей среде, другими словами, статические давления газов на входе в камеру смешения р и р2 одинаковы. При звуковом или сверхзвуковом истечении эжектирующего газа давление на срезе сонла может существенно отличаться от давления эжектируемого газа. [c.497]

    Течение через сопла Лаваля. При очень высоких давлениях в камере или очень низких давлениях в пространстве истечения скорость истечения из сопла может быть сверхзвуковой, т. е. больше критической скорости. Для того чтобы получить определенную скорость адиабатического расширения газа (наибольшую скорость истечения), применяют сопла Лаваля (рис. П-28). [c.148]

    В зависимости от формы проточной части активного сопла и скорости истечения газа различают струйные компрессоры со звуковыми (суживающимися) и сверхзвуковыми (суживающимися на [c.9]

    Приведенную скорость истечения газов из сверхзвукового сопла выбирают из следующих соображений. Анализ основных расчетных зависимостей показывает, что полное расширение газов в сопле соответствует режиму работы компрессора, близкому к оптимальному. Если на этом основании принять, что оптимальным режимом работы сопла является режим полного расширения газов, то с помощью формулы (38) можно определить приведенную скорость истечения газа из активного сопла. [c.69]

    Если истечение газа из сопла происходит со сверхзвуковой скоростью, то начальные данные определяют решение в характеристическом треугольнике OAG (рис. 1.4,6), в частности, и на участке АС прямой X = х . Следовательно, на АС краевых условий ставить нельзя. Их нельзя ставить при х = и выше точки С, так как решение на этом участке полностью определяется краевыми условиями при а = О и известным решением на ОС. Расчет может быть проведен, например, последовательно вдоль характеристик О О, О" О" и т.д. (рис. 1.4, е). Представленное рассмотрение подтверждает корректность предложенной выше формулировки начальных и граничных условий. При наличии релаксационных процессов долн<иы быть заданы при х = 0 параметры, характеризующие эти процессы (например, концентрации компонент смеси, скорости и температуры частиц и т.п.). [c.36]

    Давление газа более 1,9 ата (Н > 9000 кГ/м ). При давлении газа перед соплом выше 0,85—0,90 ати (1,9 ата), как было указано, наступают критические условия истечения. В нерасширяющемся сопле скорость газа достигает скорости звука и дальнейшее увеличение ее не происходит, несмотря на увеличение давления. Для получения максимальной (сверхзвуковой) скорости следует применять сопло с расширяющимся насадком (сопло Лаваля). В этом случае скорость на выходе будет определяться формулой (50), а теоретический расход газа. при IT = 1,30 будет равен [c.102]

    Если фактический перепад давления в активном сопле обеспечивает сверхзвуковую скорость истечения активного газа и в пределах сопла газ полностью не расширяется, то равенство статических давлений потоков активного и пассивного газов достигается на некотором расстоянии от выходного сечения активного сопла (сечение а — а на фиг. 12). Между сечением входа в камеру смешения и сечением равных давлений активный газ продолжает расширяться, уменьшая проходное сечение для потока пассивного газа. При этом давление пассивного газа уменьшается, а скорость возрастает. После выравнивания статических давлений исчезает 28 [c.28]

    Дополнительное ускорение потока в расширяющейся части сверхзвукового сопла позволяет получить на выходе из сопла более высокий коэффициент скорости (т. е. скорость истечения), но не влияет на величину расхода газа через сопло. [c.245]

    Доказать, что при истечении через суживающееся сопло газ ие может приобрести сверхзвуковой скорости. [c.213]

    Тепловая накачка Л. происходит при быстром охлаждении сильно нагретых газовых смесей. При надлежащем подборе компонентов смеси удается найти такие системы энергетич. уровней частиц, в к-рых нижележащие уровни охлаждаются (опустошаются) быстрее, чем вышележащие. Это приводит к образованию инверсной населенности. Практически наиб, удобный способ охлаждения-сверхзвуковое истечение газов через сопло наиб, удачные активные среды-смеси N2- 02-He и N2- 02-H20. Л. с тепловой накачкой на этих активных средах наз. тепловьши газодинамич. Л. [c.563]

    Условия течения газа. Изменения расхода газового потока и вводимой в дугу мощности дают возможность реализовать условия как дозвукового, так и сверхзвукового истечения газа из сопла. Далее, истекающая струя может быть как ламинарной, так и турбулентной. Флуктуации в плазменной струе отмечали Уитон и Дин [361, Дин и Ранстадгтео [371, Фриман и Ли [381, Пфендер и Кремерс [391 и Джордан и Кинг [401. По-видимому, изменения светимости плазмы и удельной энтальпии, происходящие в азоте (с частотой от 5 до [c.198]


    Молекулярные пучки большой интенсивности, когда / 10 час-тиц/(см2 с), и с более низкой температурой по сравнению с эффузион-ными источниками можно получать с помощью сверхзвукового истечения из сопла [4]. Образующийся в источнике относительно плотный горячий пар вещества 1 (рис. 2.3) термостатируется в камере торможения 5, где с помощью нагревателя 2 поддерживаются давление и температура Тф и выпускается через сопло 3 с диаметром = 1 мм в вакуум или буферный газ. В результате образуется расширяющийся пучок частиц с малым углом расхождения. Тепловая энергия потока горячего газа или пара в камере торможения трансформируется в кинетическую энергию сверхзвукового потока. Сформировавшийся поток движется в направлении от плоскости среза сопла к подложке 4 и расширяется, что приводит к его охлаждению. В результате охлаждения газ превращается в пересыщенный пар, внутри которого могут зарождаться кластеры, содержащие от 2-10 атомов [4]. [c.36]

    Комбинацией термического разложения и конденсации является сверхзвуковое истечение газов из камеры, в которой поддерживаются повышенные постоянные давление и температура, через сопло в вакуум, в этом случае тепловая энергия молекул газа трансформируется в кинетическую энергию сверхзвукового потока газ при расширении охлаждается и превращается в пересыщенный пар, в котором могут образовываться ультрадисперсные порошки. Повышение перюначального давления в камере при неизменной температуре приводит к возрастанию пересыщения [3]. [c.37]

    Для ускоряющегося газового потока этими формулами можно пользоваться и при сверхзвуковых скоростях, так как увеличение скорости происходит обычно без заметных потерь (изоэн-тронически) пе только в области М < 1, но и в области М > 1, т. е. полное давление в ускоряющейся газовой струе почти не меняется. В частности, по формулам (68) или (72) вычисляется скорость истечения газа. При этом в сосуде, где газ покоится, давление равно полному давлению вытекающей струи р, а в выхлопном отверстии сопла — статическому давлению р. Из формулы (68) получим [c.34]

    Рассмотрим истечение сверхзвукового потока газа из плоского сопла. Пусть сопло обеспечивает равномерную скорость на его срезе, а давление в свободном пространстве, в которое вытекает газ, меньше, чем давленпе в плоскости среза сопла. Изложенная выше теория обтекания плоской стенкп позволяет определить направление границ струи непосредственно после среза сопла. [c.171]

    Сравнение значений осевой скорости, вычисленных по формуле (100), с результатами измерений скорости в сверхзвуковых нерасчетных струях газа представлено на рис. 7.26 и 7.27. Экспериментальные данные, приведенные яа рис. 7.26, получены для сопла, рассчитанного на число Маха Ма= 1,5 (Ха = 1,37), ири следующих значениях параметра нерасчетности ТУ = 0,8 1 2 5 10. Опытные значения скорости на рис. 7.27 соответствуют истечению из сопла, рассчитанного на число Маха Ма = 3, при = 1 ж N = 2. Из рассмотрения этих рисунков следует, что теоретические результаты в первом приближении удовлетворительно согласуются с опытными данными, хотя в отдельных случаях наблюдается заметное количественное расхождение между ними. Отмеченное несоответствие может являться следствием иопользо- [c.405]

    Истечение газа из бака через сопло Лаваля (рис. 2.5.1.2). Для получения сверхзвуковых скоростей необходимо, как следует из анагаза уравнения [c.125]

    Сопло Лаваля широко применяют в различш 1х конструктивных элементах, используемых в энерготехнологических установках, например, для подачи кислорода и компрессорного воздуха в факел сталеплавильных печей для введения кислорода в ванну, для подачи кислорода в кислородный конвертер. Сопло — важный конструктивный элемент мазутных форсунок и газомазутных горелок высокого давления. Сопло Лаваля служит для получения сверхзвуковых скоростей истечения газа, т.е. для обеспечения так называемого сверхзвукового режима истечения. [c.65]

    В этих горелках существенная интенсификащга процесса смесеобразования с одновременным увеличением инжекционной способности газовой струи достигается за счет значительного увеличения скорости истечения газа (сверхзвуковой режим истечения) при применении расширяющегося сопла. Полное абсолютное давление газа перед соплом для получения сверхзвуковых скоростей истечения газа должно быть [c.784]

    Диапазон регулирования скоростей истечения газа из сопла горелки ГВП значительно больше, чем в регулируемых горелках Южгипроцемента, и находится в пределах 200—800 м сек при расчете на нормальные условия. В горелке ГВП возможно достижение сверхзвуковых скоростей истечения природного газа за счет того, что центральное отверстие корпуса I. горелки совместно с дросселем образует сопло Лаваля (рис. 21). Другой конец корпуса присоединен к трубе 13. В направляющую трубу 3, которая центрируется внутри корпуса перьями 4, вставлен завихритель 2, оснащенный со стороны сопла тангенциально расположенными лопатками а. Противоположный конец завихрителя тягой 5 соединен через шарнир 8 с рычагом 9, закрепленным на валу 10. Вал имеет сальниковое уплотнение. На противоположном конце вала жестко посажена рукоятка управления 12. [c.69]

    Для еще большего перемещения зоны наивысшей температуры и изменения светимости факела можно изменять давление газа в горелке, сохраняя ее производительность путем уменьшения или увеличения проходного сечения сопла посредством перемещения дросселя. При вдвижении дросселя 6 в сопло изменение проходных кольцевых сечений, образованных соплом и дросселем, будет соответствовать сечениям сопла Лаваля. Поэтому при давлениях газа перед соплом более 0,92 кГ/см скорости истечения газа из сопла будут сверхзвуковые. Таким образом, горелка может работать в широком диапазоне давлений газа при постоянном расходе или с различными расходами газа при постоянном давлении. [c.71]

    Вихревые газовые горелки тина ГВП работают как на дозвуковом, так и на сверхзвуковом режимах истечения газа, создавая прямоструйный (при выключенном завихрителе) или закрученный (при включенном завих-рителе) потоки газа на выходе из сопла. В случае прямоструйного истечения газа из сопла нри работе цементной печи происходит взаимодействие струи газа, вытекающей из сопла горелки, с цилиндрической спутной струей воздуха, радиус которой равен внутреннему радиусу печи. Оси этих струй совпадают. Помещенная в печь горелка образует своеобразный инжекционный цилиндрический смеситель [Абрамович, 1953]. [c.81]

    Относительно преимуществ конструкции горелок следует отметить, что как ГВП, так и ВРГ имеют свои положительные и отрицательные стороны. Так, горелка ВРГ более легкая и удобная в эксплуатации, зато горелка ГВП более проста в изготовлении, надежна в работе, дает возможность получать сверхзвуковые скорости истечения газа и более широкий диапазон регулировки факела. Желательно увеличить диапазон изменения скорости истечения газа из сопла горелок ВРГ, что можно достичь увеличением соотношения площадей проходных сечений сопла, освобожденного от дросселя, и при полном введении дросселя в сопло. Такое изменение будет способствовать ползп1епию еще одной горелки с широким диапазоном изменения характеристик факела. [c.122]

    Данные о константах скорости диссоциации в основном получены в опытах с ударными волнами с использованием оптических (в широком смысле этого слова — от инфракрасной до рентгеновской спектроскопии) методов диагностики диссоциирующего газа. Одним из навболее точных методов регистрации состояния газа в релаксационной зоне ударной волны является лазерный шлв-рен-метод [74]. Аналогично измерениям скорости диссоцващви в ударных волнах скорость рекомбинации измеряется в потоке быстро расширяющегося газа, частично или полностью диссоциированного (например, при истечении газа в вакуум через сверхзвуковое сопло). Скорость рекомбинации определяется также методом импульсного фотолиза исходного молекулярного газа с последующей регистрацией релаксационного процесса. К перспективным методам изучения кинетики диссоциации относятся метод скрещенных молекулярных пучков [1, 103], высокочувствительная лазерная резонансная спектроскопия реагирующих газов [46, 55], а также сочетание различных методов — совместные вз-мерения в падающей и отраженной ударных волнах, оптическая накачка энергии в колебательные степени свободы газа перед фронтом или в релаксационной зоне за фронтом ударной волны, сжатие ударной волной с последующим быстрым расширением в вакуум [11, 12] и др. [c.78]

    Однако интенсивность ячейки Кнудсена неудовлетворительна, поэтому используются другие источники, например сверхзвуковое сопло. Схема сверхзвукового сопла изображена на рис. 1.3 [4]. Газ расширяется из зоны высокого давления через малое отверстие с диаметром D = 0,1 -г 1,0 мм в вакуум. Стрелками показано направление движения молекул газа в резервуаре и за его пределами. При обычно применяемом давлении Р = 10 Па (10 бар) средний пробег молекул внутри камеры на много порядков величины меньше D, что вызывает множество столкновений при движении и расширении газа в камере и приводит к состоянию, близкому к равновесию. При истечении газа из сопла температура его резко понижается на расстоянии уже нескольких сантиметров, что ведет к образованию кластеров из отдельных атомов и молекул. В качестве характеристики истечения идеальных газов из сопла и в какой то степени для кластеров кроме давления и температуры используются также числа Маха М = и/с, представляющие собой отношение скорости потока к локальной скорости звука с = (jkT/тпУ , у — ср/с . [c.18]

    В то же время нри решении прямой задачи для области А В АВ на поверхности АВ (рис. 1.5), расположенной в сверхзвуковой области, не требуется постановки каких-либо граничных условий. Единствешюсть решения краевой задачи в области А В АВ для нелинейных уравпений газовой динамики до настоящего времени в общем случае не доказана, хотя и получен ряд численных решений. Лишь для случая сверхзвукового истечения струи из плоского отверстия, когда задача сводится к задаче Трикоми, имеется доказательство единственности и получено аналитическое решение в виде рядов [208]. Решение прямой задачи в области А В АВ существует лишь при критическое значение расхода % тем меньше, чем меньше радиус кривизны контура в минимальном сечении. В работе [209] содержится попытка доказательства неединственности значения для сопла заданной формы. При этом в окрестности минимального сечения поток должен переходить через скорость звука. Характер течения должен определяться его предысторией и зависеть от того, каким образом установилось критическое значение расхода. Строгого доказательства эта идея не получила. В то же время показана (при решении прямой задачи в вариациях) единственность критического расхода при работе сопла в расчетном режиме [174, 209]. Идея о неединственности критического расхода, особенно в случае течения газа с неравновесными физико-химическими превращениями, представляется весьма правдоподобной. [c.37]

    Для расчета реактивной силы, кроме расхода газа, нужно знать давление на срезе и скорость истечения, которые зависят от потерь как в дозвуковой, так и в сверхзвуковой части сопла. Выше предполагалось, что потери распределяются равномерно по сечению сопла, однако истинная картина течения газа внутри сопла не отвечает этому простейшему предположению. При большой кривизне стенок в области горловины сопла возможен местный отрыв пограничного слоя от стенок, кроме того, в начале расширяюЕцейся части сопла некоторые линии тока сверхзвукового течения сужаются, что приводит к образованию местных косых скачков уплотнения. [c.433]

    Из формулы (2.5.1.10) или табл. 2.5.1.1 следует, что для получения дозвуковых скоростей истечения (и < а) необходимо иметь сужающийся канал (конфузор) дня достижения сверхзвуковых скоростей необходимо сначала иметь конфузор (где газ разгоняется до скорости звука) и расширяющийся канал (диффузор), который позволит достичь свехзвуковых скоростей. Канал с такой геометрией называется в технике соплом Лаваля. [c.124]

    Неравновесные физико-химические параметры в потоках газа и плазмы исследовались теоретически методами релаксационной газовой динамики и экспериментально в аэродинамических установках низкой плотности с плазменными генераторами, высокотемпературными печами (типа Кинга) и другими источниками. Исследования показали [1—5], что охлаждение плазмы и газа и падение плотности р при сверхзвуковом расширении приводит к кинетической картине течения, для которой характерно образование различных типов неравновесности. В потоках плазмы температура электронов Те отличается от температуры тяжелых частиц Т, концентрации электронов Пе не удовлетворяют уравнению Саха, заселенности связанных электронных состояний атомов и ионов не подчиняются закону распределения Больцмана. Б сверхзвуковых потоках молекулярных газов колебательные температуры выше поступательных и концентрации компонент отличаются от равновесных П1р. Кинетическая картина течения в струях может быть определена на основании расчетов релаксационных параметров Гр., щ. Те, Пе при ПОЛЯХ газодинамических параметров р, Т, V, соответствующих структуре недорасширенных струй для различных условий истечения Рц/Рь = аг (Р —давление на срезе сопла, Рь — давление во внешней среде). В [1—9] исследованы три типа недорасширенных струй истекающие в вакуум, в пространство с пониженным давлением ив спутный сверхзвуковой поток. Качест- [c.192]


Смотреть страницы где упоминается термин Сверхзвуковое истечение газов из сопла: [c.453]    [c.453]    [c.41]    [c.237]    [c.153]    [c.398]    [c.521]    [c.271]   
Смотреть главы в:

Криохимическая нанотехнология -> Сверхзвуковое истечение газов из сопла




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Газы, истечение



© 2024 chem21.info Реклама на сайте