Особенности расчета сопел

Выбор типа сопла, т.е. его конфигурации, будет определяться сравнением заданного отношения давлений β с критическим отношением давлений β_кр. При этом возможны три случая:

1. Заданное отношение давлений лежит в интервале . Тогда следует выбирать сужающееся сопло; скорость на выходе не превышает скорости звука. Минимальное сечение совпадает с выходным сечением.

2. Заданное отношение давлений лежит в интервале . Тогда следует выбирать сопло Лаваля (комбинированное сопло); расход газа (пара) следует вычислять по определению.

В этих случаях скорость, расход и температура в выходном сечении сопла вычисляются одинаково:

.

3. Заданное отношение давлений лежит в интервале , однако между средами с давлениями p₁ и p₂ установлено суживающееся сопло. В этом случае скорость потока на выходе будет равна скорости звука

Массовый расход в данном случае является максимальным и вычисляется по формуле

Давление газа на выходе в этом случае определится соотношением

Снижение давления в потоке от давления на срезе сопла p_2кр до давления среды p₂ будет происходить вне сопла необратимым образом, причем этот процесс будет сопровождаться образованием скачков уплотнения и ударных волн. Процесс течения для рассмотренных трех случаев показан в диаграмме T – s на рис.7.5.