Истечение газов через простое сопло

Большую роль в технике играют устройства, обеспечивающие создание потока газа, истекающего с большой скоростью. Основным элементом таких устройств является сопло. При истечении газов через сопло происходит резкое изменение давления и, следовательно, объема. Поэтому уравнения движения и истечения для несжимаемого газа здесь неприемлемы. Скорость истечения газов из сопла может быть дозвуковой, равной скорости звука и сверхзвуковой.

При установившемся движении в каждом сечении сопла поток газов будет характеризоваться определенными значениями скорости движения W, давления Р, плотности r, и температуры Т.

Если в данном сечении скорость движения W равна скорости распространения звука, то скорость движения газа, давление и другие параметры будут иметь критические значения W_кр и Р_кр (рис.1)

Рисунок 1

Максимальная скорость истечения газа из обычного (суживающегося) сопла может достигать только критического значения, но не выше, независимо от давления перед соплом.

Критическая скорость истечения, м/с

(1.44)

Критическое давление, Па

(1.45)

Критическая масса газов, кг/с

(1.46)

Коэффициент c=1,4 для двухатомных газов и 1,3 для сжатого пара.