Учет потерь на трение в соплах

Как уже было сказано выше, реальные процессы течения газов (паров) в каналах всегда сопровождаются необратимыми процессами вязкого трения, связанными с неоднородностью поля скоростей в основном в сравнительно тонком пограничном слое вблизи стенок каналов. Учет этих потерь производится введением эмпирического коэффициента φ, называемого скоростным коэффициентом сопла и определяемого отношением действительной (т.е. измеренной приборами) скорости на выходе из сопла w_2д к теоретически вычисленной скорости w₂

Значение скоростного коэффициента φ для сопел современных паровых и газовых турбин составляет 0.92…0.98. Действительная скорость истечения определится тогда произведением

или для идеальных газов

Кроме скоростного коэффициента сопла φ, в практике расчета течения газов (паров) в турбинных и ракетных соплах используется также так называемый коэффициент потерь энергии ζ, определяемый отношением уменьшения кинетической энергии потока на выходе из сопла, связанного с потерями на трение, к теоретически вычисленному значению кинетической энергии. Тогда по определению имеем

С другой стороны

что при известном ζ (или φ) позволяет найти энтальпию или температуру пара (газа) в выходном сечении сопла с учетом потерь на трение:

.

Качественно процесс течения в адиабатическом сопле с учетом трения в диаграмме T – s показан на рис.7.6.

Лекция 16