Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Витікання газів через отвори

Витікання газів через отвори спостерігається при вибігу газів через отвори печі, роботі горілок, форсунок.

Кількість газу, який витікає через отвір, залежить від:

- тиску, під яким відбувається витікання,

- площі і форми поперечного перерізу отвору.

1) Розглянемо витікання неспаленого газу через отвори з гострими кромками при постійній температурі, коли із посудини необмежено великих розмірів (тиск газу у якому Р1) газ витікає через отвір перерізом F у газове середовище з тиском Р2.

Визначимо швидкість витікання.

Для перерізу 1-1 рівняння Бернуллі буде:

Ргеом₁ + Р1 +ω1²ρtг/2

Для перерізу 2-2 рівняння Бернуллі буде:

Ргеом₂ + Р₂+ω2²ρtг/2 = const

Так як температура газу постійна, то

Ргеом₁ = Ргеом₂, тоді

Р₁ +ω1²ρtг/2 = Р₂ + ω2²ρtг/2

Так як посудина має необмежено великі розміри, то ω1 = 0,

Р₁ = Р₂ + ω2²ρtг/2

Якщо Р₁ - Р₂ = Р - перепад тиску, то Р= ω2²ρtг/2,

_______

ω2 = \/2Р/ρtг

Переріз струмину газу F₂ буде менше перерізу F завдяки стисканню струмин. Відношення F₂/F = ε називається коефіцієнтом звуження струмина і має різні значення залежно від умов витікання.

Для тонких стінок посудини ε=0,63, для товстих ε=1.

Визначимо витрати газу V у перерізі 2-2: V = V2 = ω2 F2, але F2 = ε F,

тоді витрати газу будуть:

______

V = ε F \/ 2Р/ρtг, м³/с

Задача 5: Визначити швидкість витікання газу із отвору з гострими кромками, якщо тиск газу перед опором Р1 = 110 кПа, тиск середовища, у яке витікає газ, Р2=105 кПа; густина газу ρtг=1,15 кг/м³, температура газу 0°С.

Розв’язання:

1. Визначаємо перепад тиску:

Р = Р1 - Р2 = 110000 - 105000 = 5000 Па

2. Визначаємо швидкість витікання по формулі:

_______ _________

ω2 = \/ 2Р/ρtг = \/ 2 5000/1,15 = 93,5 м/с

2) Розглянемо витікання газу через циліндричний насадок з гострими кромками (Мал.25 с.60 [Л1']), отримаємо швидкість і витрати газу наступні:

_______ _______

ω3 = 0,85 \/ 2Р/ρtг, м/с V = 0,85 F3 \/ 2Р/ρtг, м³/с

3) Розглянемо витікання газу через циліндричний насадок з закругленими кромками (Мал.25 с.60 [Л1']), де втрати на звуження струмину немає, отримаємо швидкість і витрати газу:

_______ _____

ω2 = \/ 2Р/ρtг, м/с V = F₂ \/ 2Р/ρtг, м³/с

4) Розглянемо витікання газу через дифузор (насадок, який розширюється) з закругленими кромками на вході (Мал.26 с.62 [Л1']), отримаємо швидкість і витрати газу:

_______ ______

ω2 = \/ 2Р/ρtг, м/с V = F₂ \/ 2Р/ρtг, м³/с

Найбільші витрати при одному і тому ж значенні Р спостерігаються у випадку дифузора з закругленими кромками на вході, так як при цьому F₂/F₁ = 1, а F₂ дифузора більше F2 насадка з закругленими кромками. Дифузор не повинен розширятися більше ніж на 7°, так як це приблизно відповідає природному розширенню струмину газу. Дифузори широко використовують у техніці (інжекційні горілки, ежектори) для створення штучної тяги.

5) Вибування газу через відкриті вікна печей. При нормальному режимі роботи печі на її поду підтримується атмосферний тиск. По висоті печі цей тиск зростає і досягає максимуму під сводом.

Кількість газів, які вибувають через вікно (значних розмірів) печі, визначимо по формулі:

_____________

V=(2/3)Н В\/2gH(ρоп-ρtг)/ρtг

де Н і В - висота і ширина вікна, м.

Заключний етап:

а) завдання для самопідготовки студентів: Л1 с.45-46, с.47-51

б) питання:

1. Основні поняття про механіку газів

2. Основні закони газового стану

3. Визначення тиску

4. Рівняння Даниїла Бернуллі

5. Витікання газів через отвори

Тема лекції №3: 1.2 Рух газів в печах і сушарках

Мета лекції:

а) навчальна – ознайомити студентів з основними поняттями про рух газів та його характер;

б) виховна –

Актуалізація опорних знань:

1. Основні поняття про механіку газів

2. Основні закони газового стану

3. Визначення тиску

4. Рівняння Даниїла Бернуллі

5. Витікання газів через отвори

Наочні посібники до заняття: Плакати №3 - 7;

План викладання лекційного матеріалу:

1. Характер руху газів

2. Струминний рух газів

3. Рух газів у обмеженому просторі печей і сушарок

4. Пристрої для створення тяги в печах

5. Поняття про теорію подоби

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒