Воздух с начальными параметрами р1 МПа и t1 °С вытекает через сопло в атмосферу

Воздух с начальными параметрами р1 МПа и t1 °С вытекает через сопло в атмосферу (р2 = 0,1 МПа). Определить тип сопла, скорость и параметры воздуха на выходе из сопла, а также площадь выходного сечения, если расход воздуха G кг/с. Потерями, теплообменном со стенками и скоростью на входе в сопло пренебречь. Принять k = 1,4. Номер задачи Обозначение величины Номер варианта -9 25 р1 0,18 t1 100 G 0,4

Определим отношение
р2р1=0,10,18=0,556
Поскольку для двухатомного газа (k = 1,4)
(р2р1)кр=0,528<0,556
то сопло является дозвуковым.
Т1=100+273=373К – абсолютная температура.
Удельный объем воздуха перед соплом из уравнения состояния идеального газа составляет
v1=RTp1=287∙3730,18∙106=0,595 м3/кг
Конечный удельный объем:
v2=v1∙p1р21k=0,595∙0,180,111.4=0,905 м3/кг
Температура воздуха за соплом из уравнения состояния идеального газа равна
T2=p2∙v2R=0,1∙106∙0,905287=315 K,
Или
t2=315-273=42℃
Скорость воздуха на выходе из сопла определим по формуле
w=φ2kk-1RT1[1-(р2р1)k-1k].
Подставив численные значения, получим:
w=0,952∙1,41,4-1∙287∙373∙[1-(0,10,18)1,4-11,4]=323 м/с
Площадь выходного сечения сопла
f=0,5∙0,4323=0,00112 м2
Находим диаметр выходного сечения сопла:
d=fπ/4=0,001123,14/4=0,037 м
Ответ