Критический режим истечения из сопла

При истечении газа можно получить максимальный расход газа. Его значение будет определяться давлением на срезе сопла. Для определения максимального расхода возьмем первую производную от выражения, стоящего в квадратных скобках, уравнения массового расхода, и приравняем ее нулю:

Из последнего выражения

или

откуда

Отношение давлений называется критическим и обозначается через , оно соответствует критическому давлению на срезе сопла :

Т.о.

Критический перепад давлений зависит только от физической природы рабочего тела ( ).

газ
Одноатомный	1,67	0,487
Двухатомный	1,4	0,528
трехатомный	1,3	0,546

Рассмотрим чему равна скорость истечения из суживающегося сопла при критическом перепаде давлений.

Рассмотрим выходное сечение сопла

из Þ ;

из Þ

Т.о. при скорость истечения из суживающегося сопла равна местной скорости звука, что и позволяет объяснить характер изменения массового расхода через суживающееся сопло при изменении перепада давлений (рис 33).

Постоянство расхода при может быть объяснено тем, что при понижении давления среды не происходит понижения давления на срезе сопла. Установившееся на срезе сопла давление соответствует наличию критической скорости, равной скорости звука, причем это максимальная скорость, которую может иметь газ при истечении через суживающиеся сопла. При этой скорости никакое уменьшение внешнего давления внутрь сопла не передается; оно как бы сносится потоком газа, движущимся с той же скоростью, с какой распространяются возмущения, т.е. уменьшается давление.

Поэтому распределения давления внутри сопла не происходит, как не происходит изменения давления на срезе. Скорость истечения остается постоянной независимо от величины внешнего давления.