Судовые двигатели

Критические параметры пара в сопле

Параметры пара, которые устанавливаются в самом узком сечении (горле) сопла, называются критическими (рк, tк, ?к). Отношение mк = pк / p0 называется критическим отношением давлений и в зависимости от показателя k определяется по формуле (7). Для сухого насыщенного пара k=1, 135 и mк = 0,577; а для пере­гретого пара k = 1,3 и mк = 0,546. По величине тк и начальному давлению пара р0 можно опреде­лить критическое давление.

pк = ткр0. (8)

Скорость пара, соответствую­щая критическим параметрам па­ра, называется критической и может быть определена по величине теплоперепада hк полученного при понижении давления от р0 до рк:

где ікt — энтальпия пара после адиабатного расширения до дав­ления рк.

Подставив в формулу (3) значение критического отношения давлений, из формулы (7) получим выражение для определения критической скорости в зависимости от начальных параметров пара и показателя k:

Подставив значение скt и численные значения показателя адиа­баты k, из уравнения (9а) в уравнение сплошностиполучим формулы для определения площади минимального сечения сопла для сухого насыщенного и перегретого пара:

Величину fmin на основании экспериментальных исследований можно определить для насыщенного и перегретого пара по фор­муле

В зависимости от значения отношения давлений перед и за соплом применяют суживающиеся или расширяющиеся сопла.

При p1 / p0 ? mк используют суживающиеся сопла, а при p1 / p0 ? mк расширяющиеся. У расширяющегося сопла необходимо опреде­лить длину расширяющейся части.

Расширяющееся сопло

Из рис. 67 следует, что

Угол расширения сопла ? принимается в пределах 6—12°. Больших значений для ? нельзя допускать ввиду возможности отрыва струи пара от стенки сопла и возникновения завихрений. При малом значении ? увеличивается длина сопла и, следовательно, возрастает трение между паром и стенками сопла.