;
;
.
Для определения результирующих сил, действующих на газопроводы, применяют теорему импульсов в векторной форме:
,
либо (для труб с прямолинейной осью) в одной из скалярных форм:
;
;
,
где f(l) и r(l) – газодинамические функции, содержащиеся в табл. П 3.2.
Если обозначить полный секундный импульс газа в данном сечении 
, то формулы для определения функций z(l), f(l) и r(l) будут следующими:
;
;
.
Задачи
Задача 1. Скорость газа, текущего по цилиндрической трубе, возрастает от V1 до V2 за счет подогрева. Найти величину понижения давления в газе, если плотность газа до подогрева r1.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
V1, м/с | 100 | 150 | 200 | 100 | 150 | 200 | 100 | 100 | 200 | 300 |
V2, м/с | 300 | 350 | 400 | 250 | 300 | 350 | 300 | 400 | 400 | 400 |
r1, кг/м3 | 2,4 | 3,0 | 3,5 | 2,0 | 2,5 | 2,5 | 3,0 | 3,0 | 3,0 | 3,0 |
Задача 2. Поток воздуха нагревается в цилиндрической трубе за счет теплоты сгорания топлива, расход которого составляет 5% от расхода воздуха. До подогрева скорость воздуха V1, давление р1, температура торможения Tо1. Найти скорость и давление газа в сечении трубы, где температура торможения Tо2 = 1500 К.
Принять k = 1,33; R = 291 Дж/(кг К). Трением пренебречь.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
V1, м/с | 50 | 60 | 70 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
р1, МПа | 1,0 | 1,2 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 2,0 |
Tо1, К | 400 | 450 | 400 | 450 | 500 | 550 | 450 | 500 | 550 | 500 |
Задача 3. Найти реакцию потока газа на стенки канала ПВРД при скорости полета V на высоте H. Площадь потока, захватываемого двигателем, S = 0,7 м2, показатель адиабаты k = 1,3, температура торможения газов на выходе из двигаК.
Принять lвых = 0,98×lвх. Различие расхода газа на входе в двигатель и выходе из него не учитывать.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
V, км/час | 2000 | 2500 | 2700 | 3000 | 2000 | 2500 | 2700 | 3000 | 2000 | 2500 |
H, км | 9 | 10 | 9 | 8 | 7 | 8 | 10 | 9 | 8 | 7 |
Задача 4. На входе в цилиндрическую трубу скорость потока воздуха V1 при значении числа Маха, равном M1. Поток в трубе ускоряется компрессором без теплообмена с окружающей средой. С какой скоростью воздух истекает из трубы, если на выходе из нее число Маха принимает значение М2? |
|
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
V1, м/с | 400 | 350 | 300 | 400 | 400 | 400 | 450 | 450 | 550 | 350 |
М1 | 1 | 0,7 | 0,6 | 1,2 | 1,3 | 1,4 | 1,3 | 1,5 | 1 | 1 |
М2 | 3 | 3 | 3 | 3,5 | 3,5 | 3,5 | 3 | 3 | 3 | 3 |
Задача 5. В результате отвода теплоты от воздуха, движущегося по цилиндрической трубе, давление, измеряемое на стенке трубы, уменьшилось на участке охлаждения в N раз. Найти число Маха потока в конце участка охлаждения, если в начале участка M = 2,16.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
N | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 1,8 | 2,0 | 2,2 | 2,4 | 1,8 | 2,0 | 2,2 |
Задача 6. Определить максимальное повышение температуры торможения воздуха при подогреве его в трубе без изменения параметров потока в начальном сечении, если начальная температура торможения To = 400 К, а начальная безразмерная скорость воздуха l1.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
l1 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,2 | 0,3 | 0,3 |
Задача 7. На входе в цилиндрическую подогревательную трубу поток воздуха имеет температуру торможения To1 = 300 К и безразмерную скорость l1 = 0,5. Найти температуру торможения To2 после подогрева, обеспечивающую на выходе из трубы безразмерную скорость l2.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
l2 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,9 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,9 | 0,8 | 0,7 |
Приложение 1
Таблица П 1.1
Плотность и вязкость некоторых жидкостей
Наименование | t, оС | r, кг/м3 | n×104, м2/с |
Бензин (Б–70) | 20 | 751 | 0,0064 |
40 | 735 | – | |
Керосин (Т–1) | 20 | 819 | 0,025 |
40 | 808 | – | |
Глицерин | 0 | 1267 | – |
20 | 1259 | 8,7 | |
Масло М–20 | 0 | 903 | 76 |
20 | 892,5 | 11,2 | |
40 | 881 | 2,7 | |
Масло | 0 | 892,5 | 1,35 |
20 | 880,3 | 0,36 | |
40 | 868,2 | 0,15 | |
Масло турбинное | 20 | 940–952 | – |
Нефть | 20 | 850–950 | – |
Топливо дизельное | 20 | 878,7 | 0,08 |
40 | 865,4 | 0,046 |
Таблица П 1.2
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 |
Основные порталы (построено редакторами)