Движение газа по трубе переменного сечения

Постепенно сужающаяся по ходу газа труба называется конфузором, а постепенно расширяющаяся – диффузором (рис.1.).

Рисунок 1

Соотношение между скоростью движения газов и площадью канала (трубы) переменного сечения описывается уравнением Гюгонио:

, (1.43)

где DW, DF – малые приращения (изменения), соответственно, скорости движения среды и сечения канала по которой эта среда движется.

Из этого уравнения можно сделать выводы:

1. если М<1, то знак DW противоположен знаку DF. Это означает, что при дозвуковом движении газа с возрастанием площади сечения трубы скорость движения газа уменьшается, и наоборот, т. е. ;

2. если М>1, то знак DW одинаков с DF. Это означает, что при сверхзвуковом движении газов в суживающейся трубе движение замедляется, а в расширяющейся трубе ускоряется. Это происходит в результате того, что при расширении газа на выходе плотность его настолько сильно уменьшается, что произведение r×F уменьшается, несмотря на увеличение F. Это приводит в свою очередь к увеличению W т. к. , из закона сохранения массы .

3. Если М=1, то DF=0 и соответственно сечение будет критическим. Критическое сечение является минимальным, т. к. при подходе к нему дозвуковой поток замедляется, а сверхзвуковой ускоряется.