Истечение газа с учетом трения

В отличие от теоретического изоэнтропийного действительный процесс истечения реального газа происходит при трении частиц газа между собой и о стенки канала. При этом работа, затрачиваемая на преодоление сил трения, преобразуется в теплоту, в результате чего температура и энтальпия газа в выходном сечении канала возрастают. Истечение газа с трением становится необратимым процессом и сопровождается увеличением энтропии.

На рис. 2.13 в sh –координатах представлены процессы расширения газа 1* -2 при истечении без трения и 1* -2 при истечении с трением. При одинаковом перепаде давлений р*₁ –р₂ действительный теплоперепад меньше располагаемого . В результате этого действительная скорость истечения газа оказывается меньше теоретической.

Отношение разности располагаемого и действительного теплоперепадов (потери теплоперепада) к располагаемому теплоперепаду называется коэффициентом потери энергии

. (2.61)

Отсюда

. (2.62)

Тогда действительная скорость

Здесь , (2.63)

где -коэффициент скорости, учитывающий уменьшение действительной скорости по сравнению с теоретической; в современных соплах =0,95-0,98.

Из выражения следует . (2.64)

Отношение действительного теплоперепада к теоретическому , или действительной кинетической энергии к теоретической называется коэффициентом полезного действия канала

.

С учетом выражений (2.63) и (2.64) . (2.65)