Otázka:
Konvergentně-divergentní design trysek z rychlosti výfuku
sjMoquin
2015-05-29 06:14:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pracuji na návrhu systému Cold Spray, který používá konvergentně-divergentní trysku k dosažení rychlosti výfuku 800 m / s. Předpokládám, že na vstupu trysky je dodáván dusík 400 psi při pokojové teplotě. Oblast hrdla je 0,0859 čtverečních palců (malý, já vím).

$$ \ begin {align} \ dot {m} & = \ rho \ v \ A \\ \ rho & = 31,920 \ \ frac {\ text {kg}} {\ text {m} ^ 3} \ text {(N} _2 \ text {při 400 psi)}, \\ v & = 353,575 \ \ frac {\ text {m}} {\ text {s}} \ text {(rychlost zvuku na 400 psi)}}, \\ & = 5,54 * 10 ^ {- 5} \ \ text {m} ^ 2, \\ \ Rightarrow \ qquad \ dot {m} & = 0,625 \ \ frac {\ text {kg} } {\ text {s}} \ end {align} $$

za předpokladu $ M = 1 $ v krku.

Toto číslo se zdá být absurdně velké. Může někdo osvětlit situaci?

Ahoj sjMoquin, vítejte na Engineering.SE. Tato stránka podporuje [editaci rovnice stylu latexu] (http://engineering.stackexchange.com/editing-help#latex). Pokusil jsem se pro vás upravit váš příspěvek; zkontrolujte prosím, že vše vypadá dobře.
[** This **] (http://www.ivorbittle.co.uk/Books/Fluids%20book/Chapter%2013%20%20web%20docs/Chapter%2013%20Part%203%20Complete%20doc.htm) může být také užitečná poměrně strašná stránka.
Jeden odpovědět:
Dan
2015-05-29 08:24:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nejste tak daleko. Ve své analýze jste právě zapomněli na skutečnost, že plyn bude při průchodu konvergující tryskou zrychlovat. Jedná se v podstatě o přeměnu potenciální energie ve formě tlaku na kinetickou energii, rychlost. Výsledkem je, že plyn již nebude mít tlak 400 psi, když dosáhne hrdla.

Kompaktní forma pro výpočet hmotnostního toku skrz ucpanou trysku je

$$ \ dot { m} = C_d A \ sqrt {\ gamma \ rho P \ left (\ frac {2} {1+ \ gamma} \ right) ^ {\ frac {\ gamma + 1} {\ gamma-1}}} $$

kde $ \ gamma $ je poměr specifických ohřevů (1,4 pro dusík) a $ C_d $ je bezrozměrný koeficient, který závisí na účinnosti konstrukce trysky (prozatím hádejme 0,5).

Při použití výše uvedeného jsem dostal 0,18 $ \, kg \ cdot s ^ {- 1} $.

Jako kontrolu zdravého rozumu jsem porovnal tento výsledek s hodnotami udávanými výrobcem pro trysky řízení průtoku, které Používám ve své laboratoři. Když jsem zvýšil jejich hodnoty pro $ .0252 \, in. $ Tryska na $ 100 \, psig $ nahoru podle oblasti a tlaku, dostal jsem $ 0,15 \, kg \ cdot s ^ {- 1} $. Vypadá to rozumně.

Úžasná práce a skvělé vysvětlení, Dane. Děkuji.


Tyto otázky a odpovědi byly automaticky přeloženy z anglického jazyka.Původní obsah je k dispozici na webu stackexchange, za který děkujeme za licenci cc by-sa 3.0, pod kterou je distribuován.
Loading...