CHƯƠNG 6: QUÁ TRÌNH LƯU ĐỘNG VÀ TIẾT LƯU

Chia sẻ: Pham Van Trung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:22

Thêm vào BST

Báo xấu

519
lượt xem 60
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

CHƯƠNG VI QUÁ TRÌNH LƯU ĐỘNG VÀ TIẾT LƯU VI.1. Những khái niệm cơ bản VI.2. Một số công thức cơ bản VI.3. Ống tăng tốc VI.4. Đặc điểm của quá trình tiết lưu VI.1. Những khái niệm cơ bản VI.1.1. Những giả thiết khi nghiên cứu một quá trình lưu động a. Lưu lượng khối lượng của dòng môi chất qua mọi tiết diện là như nhau: G=ρ.ω.f=const. b. Vận tốc trung bình tại mọi điểm của cùng một tiết diện là như nhau và bằng vận tốc trung bình. c. Môi chất lưu động trong điều kiện đoạn nhiệt thuận nghịch...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 6: QUÁ TRÌNH LƯU ĐỘNG VÀ TIẾT LƯU

CHƯƠNG VI QUÁ TRÌNH LƯU ĐỘNG VÀ TIẾT LƯU VI.1. Những khái niệm cơ bản VI.2. Một số công thức cơ bản VI.3. Ống tăng tốc VI.4. Đặc điểm của quá trình tiết lưu
VI.1. Những khái niệm cơ bản VI.1.1. Những giả thiết khi nghiên cứu một quá trình lưu động a. Lưu lượng khối lượng của dòng môi chất qua mọi tiết diện là như nhau: G=ρ.ω.f=const. b. Vận tốc trung bình tại mọi điểm của cùng một tiết diện là như nhau và bằng vận tốc trung bình. c. Môi chất lưu động trong điều kiện đoạn nhiệt thuận nghịch .
VI.1.2. Tốc độ truyền âm và trị số March Khi khảo sát quá trình lưu động người ta thường dùng đến tốc độ truyền âm a, cũng tức là tốc độ lan truyền của những trấn động nhỏ trong môi trường: a  p   Với quá trình lưu động đoạn nhiệt thuận nghịch ta có: k .p a  k .p.v   Với khí lý tưởng: a k .R .T Nếu nguồn tạo chấn động nằm trong dòng môi chất chuyển động với vận tốc ω, thì tốc độ truyền âm thanh theo chiều dòng môi chất là a+ω và ngược lại a-ω.
Khi khảo sát sự chuyển động của dòng môi chất, người ta thường dùng một đại lượng khác do nhà vật lý người Áo March đề xuất, đó là trị số March:  M a - Nếu M1: dòng siêu âm - Nếu M=1: dòng bằng âm
VI.2. Một số công thức cơ bản VI.2.1. Quan hệ giữa sự thay đổi vận tốc với sự thay đổi áp suất So sánh hai dạng của định luật nhiệt động 1 đq = di-vdp 2 d đq  di  2 2 d   v.dp  .d    v.dp 2 Như vậy, dω và dp luôn ngược dấu nhau: khi áp suất tăng thì vận tốc giảm và ngược lại.
VI.2.2. Quan hệ giữa sự thay đổi vận tốc với sự thay đổi mật độ dp .d  v.dp  .d    dp d 2 d .d   .  a . d   d 2 d  M .   - dω và dρ luôn luôn ngược dấu nhau nên khi vận tốc của dòng tăng thì mật độ giảm và ngược lại. - Khi M rất nhỏ, khi vận tốc của dòng nhỏ hơn rất nhiều so với vận tốc truyền âm thì môi chất không nén được.
VI.2.3. Quan hệ giữa sự thay đổi vận tốc với sự thay đổi tiết diện d df d 0  f    Với chất lỏng không nén được: d   0  df d  f  Với chất lỏng không nén được thì vận tốc của dòng giảm khi tiết diện tăng và ngược lại.
 Với chất lỏng nén được: 2 d df d M . 0  f   df d 2  (M  1) f  Ta thấy df và dω tùy thuộc vào dấu của M2-1  Nếu M2-1
 Đối với dòng siêu âm M a ω2> a ω1> a ω1> a Ống tăng tốc Ống tăng tốc d là hữu hạn chỉ với điều kiện df0  Khi M=1 thì f   Chỉ nhìn hình dạng của ống không đủ để kết luận là ông tăng tốc hay tăng áp mà phải kết hợp với hệ số M  Chỉ nhìn hình dạng của ống không đủ để kết luận là ông tăng tốc hay tăng áp mà phải kết hợp với hệ số M
VI.2.4. Vận tốc và lưu lượng của dòng a. Vận tốc của dòng d2 2 d  v.dp  đlkt 2 2 đlkt  v.dp 2 1  2.lkt12 2 2 2 2  2.lkt12  1 G1  i .i .fi b. Lưu lượng của dòng
VI.3. Ống tăng tốc VI.3.1. Ống tăng tốc nhỏ dần df
Công thức trên dùng được cho cả khí thực và khí lý tưởng nhưng hay dùng cho khí thực với việc sử dụng đồ thị i – s hoặc bảng số. Chú ý là trong công thức lấy i theo đơn vị J/kg, nếu dùng đơn vị kJ/kg như trong các bảng thì:  2  44 ,8 . i1  i 2 ; m / s Nếu thay lkt của khí tưởng vào ta được:   p  k 1 / k  k p1v 1 1   2   ;m / s 2  2 p  k 1   1   
  p  k 1 / k  k RT1 1   2   ;m / s 2  2 p  k 1   1    Quan hệ giữa với p2/p1 có thể biểu diễn trên hình 4.7. Ta thấy vận tốc của dòng phụ thuộc vào bản chất (k, R), vào thông số ban đầu (p1, v1, T1…) đặc biệt phụ thuộc rất nhiều vào mức độ giãn nở β= p2/p1. Khi β= 1 thì ω= 0, giảm đến giá trị tới hạn thì βc= pc/p1 bằng vận tốc truyền âm, thường gọi là vận tốc tới hạn, ký hiệu bằng ωc và βc gọi là tỉ số áp suất tới hạn.
ωmax k max 2 p1 v1 ωc β=p2/p1 k 1 Tỷ số áp suất tới hạn: k 2 k 1 βc 1β c    Hình 4.7. Quan hệ giữa ω2 và p2/p1  k  1 Khí lý tưởng: 1 nguyên tử: k = 1,67, ta có βc= 0,484 2 nguyên tử: k = 1,4 và βc = 0,528 3 nguyên tử trở lên: k = 1,3 và βc= 0,546 Hơi nước bão hòa khô, lấy gần đúng k = 1,135 và βc = 0,577.
hơi nước bão hòa ẩm có k = 1,035 + 0,1.x khi x ≥ 0,7; nếu x = 0,7 thì k = 1,105 và βc= 0,583. Với hơi nước quá nhiệt k = 1,3; βc = 0,55. Khi không cần tính chính xác, có thể lấy βc xấp xỉ 0,5 nghĩa là qua ống tăng tốc nhỏ dần, áp suất không thể giảm xuống quá 1/2. Khi đạt đến, ta tính được vận tốc tới hạn: c  2  i1  ic  k c  2 p1v1 k 1 k c  2 RT1 k 1
b. Lưu lượng của dòng G1  G2  Gi  i .i .fi f 2 . 2 .( i1  i 2 ) G v2 1 1/k k 1k1/k  G  f2  2 p1v1 k 1   v1 k p1  2 / k  k 1 / k  G  f2   2 k  1 v1  
k 2 G k 1 Gmax   c   k 1  f 2 2  i1  i c  0 G max  βc 1β vc Hình 4.8. Quan hệ G theo β 2 /  k 1 k p1  2  G max  f 2 2   k  1 v1  k  1 
VI.3.2. Ống tăng tốc hỗn hợp Ống tăng tốc nhỏ dần không thể đạt được tốc độ lớn hơn âm thanh, do đó để đạt được tốc độ trên âm thanh người ta ghép ống tăng tốc nhỏ dần với ống tăng tốc lớn dần gọi lỡ ống tăng tốc Laval.
VI.4. Quá trình hỗn hợp của khí VI.4.1. Hỗn hợp trong thể tích đã cho N p1 p2 V = V1+ V2 V1 V2 G = G1+ G2 T1 T2 Wh1 = U1+ U2 Wh2 = U Wh1=Wh2
U = U1+ U2 Khí lý tưởng quy ước ở 0oK bằng 0 thì ui=Cvi.Ti G.Cv.T = G1.Cv1.T1 + G2.Cv2.T2 n G1.Cv1.T1  G2 .Cv2 .T2 g1.Cv1.T1  g2 .Cv2 .T2 g Cv  .C vi T  i G.Cv Cv i 1 g1.C v1.T1  g 2 .C v 2 .T2 T g1.C v1  g 2 .C v 2 n  g i .C .T i vi i 1 T n  g i .C vi i 1