Как велика скорость истечения перегретого пара через сопло Лаваля, если начальные параметры его р1

Как велика скорость истечения перегретого пара через сопло Лаваля, если начальные параметры его р1 МПа и t1 °С, а конечное давление р2 МПа, коэффициент скорости = 0,95. Чему была бы равна эта скорость, если бы сопло было суживающимся? Теплообменном со стенками и скоростью на входе в сопло пренебречь. Принять к = 0,546. Построить процесс в h-s диаграмме.

Вычислим отношение давлений до и после сопла
 .
Критическое отношение давлений для водяного пара  .
Поскольку  , то для срабатывания полного перепада давлений необходимо выбрать комбинированное сопло Лаваля, при этом давление на выходе p2 будет равно давлению среды p0 , в которую вытекают продукты сгорания, а давление в горловине сопла
 .
Параметры пара найдем с помощью h – s диаграммы
Рисунок 15 . Параметры пара найдем с помощью h – s диаграммы
По начальным параметрам р1 = 50 бар и t1 = 600 оС найдем:
h1= 3670 кДж/кг, v1= 0,08 м3/кг.
Проведя адиабату от точки 1 до изобары ркр = 30 бар и далее – до пересечения с изобарой р2 = 1 бар, найдем параметры в горловине сопла:
hкр = 3480 кДж/кг, vкр = 0,12 м3/кг, tкр = 510 оC
и на выходе
h2 = 2670 кДж/кг, v2 = 1,9 м3/кг, t2 = 100 оC, х2 = 0,985.
Тогда критическая скорость в горловине сопла Лаваля согласно :
 ,
а скорость истечения из сопла по (9.11):
Из выражения для расхода газа :
найдем площади минимального и выходного сечений сопла Лаваля:
 ;
 .
откуда диаметры минимального и выходного сечений:
 ;
 .

. Параметры пара найдем с помощью h – s диаграммы
По начальным параметрам р1 = 50 бар и t1 = 600 оС найдем:
h1= 3670 кДж/кг, v1= 0,08 м3/кг.
Проведя адиабату от точки 1 до изобары ркр = 30 бар и далее – до пересечения с изобарой р2 = 1 бар, найдем параметры в горловине сопла:
hкр = 3480 кДж/кг, vкр = 0,12 м3/кг, tкр = 510 оC
и на выходе
h2 = 2670 кДж/кг, v2 = 1,9 м3/кг, t2 = 100 оC, х2 = 0,985.
Тогда критическая скорость в горловине сопла Лаваля согласно :
 ,
а скорость истечения из сопла по (9.11):
Из выражения для расхода газа :
найдем площади минимального и выходного сечений сопла Лаваля:
 ;
 .
откуда диаметры минимального и выходного сечений:
 ;
 .