Акан сониялык шарттарга жеткенден кийин, алкактын ылдамдыгынын өзгөрүшү негизги өзгөрүүлөргө дуушар болот. Ма> 1, $ (MA ^ 2 - 1) $ (MA ^ 2 - 1) газсыз агым үчүн Андан ары тездеши азайып, азайган жок. Ушул себептен ракетанын шлангалары жана суперсоникалык шамал туннелдери де Лавал шлангалары деп аталган конвертаждык-айырмалоочу геометрияны колдонушат.
Агымдын түпкү себеби басымын бузуу кыймылдуу суюктукту кантип саякаттап баратканына жараша болот. Суюктуктун ылдамдыгы жергиликтүү ылдамдыкка жеткенде, адатта, агым агымга таасир этүү үчүн төмөндөө шарттарына таасирин тийгизген физикалык механизм толугу менен бузулат.
Фундаменталдык физика: үн толкундары жогору көтөрүлө албай калганда
Муунтуп жаткан себептердин себептери эмнеге муунтуп кетишине эмне себеп болгонун түшүнүү үчүн, суюктук системасында маалымат кандайча жүрүшүбүз керек. Басым өзгөрүүсү бир заматта өткөрүлбөйт. Тескерисинче, алар суюктуктун ылдамдыгына салыштырмалуу үн ылдамдыгында кыймылдаган басымдын толкундары катары таралышат.
Төмөнкү басымдын төмөндүгүнө чейин жогорку басымдын төмөндөшүнө чейин агып жаткан суюктук менен күрөшүү менен күрөшүү Эгерде кимдир бирөө күтүлбөгөн жерден ылдый түшкөндөн кийин, басым жогорулашы басым толкуну сыяктуу жогору көтөрүлүшкө жолугууга аракет кылат. Стационардык чоордук дубалга салыштырмалуу ылдамдык Sonic ылдамдыгы менен агымдын ылдамдыгына барабар.
Идеалдуу газ үчүн, Sonic ылдамдыгы $ a =\ \\ sqrt {\\ gamma r t} долларга көз каранды
Бул теңдеме бир нерсени көрсөтөт: газ ылдамдатуучу жана кеңейтилгендей, анын температурасынын тамчылары көбөйөт, демек, агымдын ылдамдыгы боюнча үн ылдамдыгын билдирет.
Агымдын ылдамдыгы системанын каалаган жеринде сониялык ылдамдыкка жеткенде, салыштырмалуу сигнал ылдамдыгы нөлгө айланат. Бул жерде басым толкуну бул жерде топтолбой, андан ары жайылтууга болбойт. Бул "маалымат горизонту" деп атаган суюктуктун динамикисттерине "маалымат" деп аталат. Ушул жерден тышкары, агымдын агымы ылдый басым өзгөргөндүгү жөнүндө маалымат жок. Агым муунтады.
МАШ номери (Ма) бул мамилени агымдын ылдамдыгынын сониялык ылдамдыкка катышы катары баалайт. MA = 1 тумчугуп жатат. Бул босогодон төмөн, агым ылдый шарттар жок жана жооп бербейт. Бул мааниден жогору, агым төмөн түшүүдөн ашып кете албаган суперсикалык режимге кирет.
Кысымдын критикалык катышы: математикалык босого
"Муунгучка агып кетишине эмне себеп болгон" деген суроо басымдуулук кылган басымдын катышы боюнча тепкичке негизделген термодинамикалык жооп бар. Идеалдуу газдын исентроптук агымы үчүн, тумандуу агымдагы агымдагы абсолюттук басым катышы белгилүү бир мааниден төмөн түшөт.
Бул критикалык басымдуулук коэффициенти газ касиеттерине гана байланыштуу, айрыкча, жылуулук коэффициенти $ \\ гамма $. Истропдук агымдардын мамилелеринин туундусу төмөнкүлөрдү берет:
Жалпы өнөр жай газдарынын критикалык басым катышы
Чоңураак басымдын төмөндөшүн талап кылат.
Көпчүлүк эсептөөлөр үчүн стандарттык шилтеме.
Кичинекей басым дифференциалында муунтуп.
Муунтуп алуу үчүн эң көп сезилет.
$ \\ гамма = 1.4 $ менен аба үчүн, критикалык катыш 0.528ге барабар. Бул бир жолу ылдый түшүү басымы жогорулаган абсолюттук басымдын 52,8% төмөндөйт, агымы басаңдатат. Төмөнкү агым басымын андан ары азайтуу массалык агымынын курсун жогорулатпайт. Кошумча басымдын төмөндөшү тышкы экспансиялык учактарда кекиртектин ылдыйкы агымын тездетет.
Бул математикалык мамиле табигый газ түтүктөрүн (1,27-тегерегинде 1,27-тегерете) эмне үчүн эфир тутумуна караганда оңой эле оңой эле муунтуп жатат деп түшүндүрөт. Ушул эле абсолюттук басымдын дифференциалы, белгилүү бир жылуулук коэффициенти менен газдар үчүн критикалык катышынын чоңураак бөлүгүн билдирет.
Кекиртекте эмне болот: геометриянын ролу
Туу жаныбарлар пайда болгон физикалык жайгашкан жери, адатта, тамагым деп аталган агымдын жолундагы минималдуу кесилиш аянтчасы болуп саналат. Чөгүп кетишинин себептери жөнүндө түшүнүк, кысылган агымды башкарып турган аймак-ылдамдык мамилесин текшерүүнү талап кылат.
Финалдык дифференциалдык теңдеме, ылдамдык өзгөрүүсүнө өзгөртүүгө байланыштуу аймактын дифференциалдык теңдемеси:
Бул теңдеме карама-каршы жүрүм-турумун ачып берет. Ма <1, $ МКА (MA ^ 2 - 1) долларга субсоникалык агым үчүн Суюктукту тездетүү (оң $ du $), аймак төмөндөйт (терс $ $). Бул матчтар күнүмдүк интуиция: бакчанын шлангынын кысылышын сыгып, суу ылдамдыгын жогорулатат.
Бирок, MA = 1де теңдеме барабар $ DA / A $ нөлгө ылдамдатуу үчүн нөлгө барабар болушу керек. Бул математикалык талаптыкты билдирет Sonic ылдамдык геометриялык экстремумда, атайын минималдуу бир гана бөлүккө гана пайда болот. Ылдамдатуу учурунда сиз MA = 1 болбойсуз.
Акан сониялык шарттарга жеткенден кийин, алкактын ылдамдыгынын өзгөрүшү негизги өзгөрүүлөргө дуушар болот. Ма> 1, $ (MA ^ 2 - 1) $ (MA ^ 2 - 1) газсыз агым үчүн Андан ары тездеши азайып, азайган жок. Ушул себептен ракетанын шлангалары жана суперсоникалык шамал туннелдери де Лавал шлангалары деп аталган конвертаждык-айырмалоочу геометрияны колдонушат.
Жөнөкөй конвергенттик штрихтагы же orifice плитасы Sonic ылдамдык менен жана критикалык басымдагы суюктук, андан кийин бош учакта тышкы экспансияга дуушар болот. Бул тышкы экспансия көбүнчө ракетанын чабуулуна көзгө көрүнүп турган шок бриллиантын жаратат
Газ vs. Суюк: Эки башка механизмдер
Мазмалардын жана суюктуктардын ортосунда түп тамырынан бери агып кетишине себеп болот. Sonic ылдамдыгындагы ылдамдык чектен чыгышы. Бирок суюктук фазанын өзгөрүүсүнөн жана кескин өзгөрүлүп турган сониялык касиеттери менен эки фазалуу аралашманын пайда болушунан келип чыгат.
Газалар үчүн, механизм жогоруда сүрөттөлгөн баса белгилеген агым флакцияларын төмөндөтөт. Агым жолго чыкканда, басым тамчылары жана ылдамдыгы көбөйгөн сайын, тыгыздык пропорционалдуу азаят. Ыкчам ылдамдыктын көбөйүшүнүн натыйжасы көбөйүүдө, ал эми Sonic ылдамдыгы азайып баратканда
Суюктуктар башкача иш кылышат, анткени алар негизинен кадимки шарттарда кыйроого алынбайт. Таза суюктук суу 20 ° Cдеги таза суу, пиптинг тутумундагы агымдардын ылдамдыгына караганда 1500 м / с бийиктикте жайгашкан. Бирок, жергиликтүү басым суюктуктун буусунун кысымынан төмөн түшкөндө, кавитация же жаркылдаган жырткыч пайда болот.
Кавитация аз басымга аз басымдагы көбүкчөлөр пайда болгондо, бирок кысым калыбына келгенде кыйраганда болот. Зордук-зомбулукчу көбүк кыйроо ызы-чууну жаратат жана клапан кооздоп, трейлеринин дубалын көтөрө алат. Жаркылдаган басым буу басым астында калыс бойдон калганда пайда болот, көбүкчөлөрдүн өсүп келе жаткандыгын камсыз кылат. Суюктук эки фазалык аралашмага айланат.
Эки фазалык аралашмалардын таза суюктук же таза бууга караганда, Sonic ылдамдыгы төмөн. 50% Воиддик бөлчөк суу аралашмасы, ар бир буу аралашмасы 20 м / с төмөн, таза сууга караганда эки м / с төмөн болгон эки м / с төмөндөйт. Sonic ылдамдыкта бул кескин кыскаруусу эки фазалык аралашманы оңой эле жетип, суунун агып кетишине алып келет дегенди билдирет.
Суюктуктар үчүн тумкон абалы качан пайда болот:
$ p_1 $ маяна алса, $ P_V $ буу басымы жана $ f_f $ суюктук критикалык басымдагы фактор болуп саналат. Бул теңсиздикти кармоодон кийин, басымдын төмөндөшү агып кетишпейт, анткени кошумча энергия дагы бир буу күчөтүп, эки фазалык аралашманы тездетет.
ЧЫНЫГЫ МЕНЕН ТҮШТҮКТӨРДҮ ТЫШКЫ ФАКТОРЛОР
Бир нече практикалык шарттар өнөр жай тутумдарында эмнеге муунтуп кетишине себеп болгонун аныктайт. Теориялык критикалык басымынын чегинен тышкары, инженерлер чыныгы газдын жүрүм-туруму, температуранын натыйжалары жана конфигурацияны тумчугуп, муунтуп жаткан тарамыштын канчалык деңгээлде таасирин тийгизет деп эсептеши керек.
- Жогорку басымдын катышы:Чоң басымдагы дифференциалдык система тумчугуп калуу коркунучу бар ар кандай система. Жаратылыш газын берүү жана буу беттешүү станциялары оңой басымдагы катыштардан ашып кетишет.
- Температура эффектери:Айыктуу жылуулук коэффициенти $ \\ гамма $ температура менен айырмаланат. Steam үчүн, $ \\ гамма $ сумирстивка чейин бир кыйла өзгөрөт, саздуу босоголорго таасирин тийгизет.
- Кысуу фактор четтетилиши:Жогорку басымдагы реалдуу газдар биримдиктен айырмаланып турган кысымдаштыруу факторлорун көрсөтөт. Z факторлорун этибарга алуу кубаттуулуктун деңгээлин 15-30% га чейин алып келиши мүмкүн.
Жалпы колдонмолордо тумчугуп калуу
КескинXT фактор, γ мааниси (p₂ / p₁ <0.5)
КескинБасымын ачыңыз
КескинКеңейтүү факторун
КескинКаныкурация шарттары (Flash to
Өндүрүштүк кесепеттер жана чечимдер
Түздөн-түз таасир этүүчү тутумдун пайда болушуна, түздөн-түз таасирин тийгизет, жабдууларды өлчөө жана иштөө көйгөйүн чечүү. Инженерлер фундаменталдык физикага каршы эмес, тумоочулукту жана дизайнды таанышы керек.
Control Valve өлчөмү:ISA 75.01 Стандарттык жабдыктарды клапан тандап алган агымын кантип көтөрүү керек. Басымдын түшүү коэффициенти $ X_T $ белгилүү клапан геометриясы муунтуп жатканда мүнөздөлөт. Орнотулган шарттардан кийин клапанды басаңдатуу үчүн акча каражатын көбөйтүүгө аракет кылуу акчалай текке кетет, анткени агым агым басымы жана температура жана клапан кубаттуулугу жок.
Ызы-чуу жана титирөө:Агым чөккөндө, анын ичиндеги сониялык ылдамдыктар жана шок структуралары аэродинамикалык ызы-чууну жаратат. Негизги чечим көп баскычтуу басым кыскарууну камтыйт. Бир гана 100: 1 басымдын төмөндөшүн эмес, бир катар этапта бир катар этаптарды сактайт.
Ракета пропульсияларыЧок, ракета кыймылдаткычтары, ракета кыймылдаткычтары атайылап түзүп, пайдаланган ракета кыймылдаткычтары. Тамагымда сүзгөн агымын сактап калуу менен гана шланганын жылуулук энергиясын кинетикалык энергияны натыйжалуу кылат.
Көчүрмө суюктуктарындагы маалыматтын физика физикалык жактан муунтуп жатканы үчүн негизги жооп.
Жогорку басым тамчылар менен иштеген инженерлер ар дайым алардын тутуму иштебеген режимде иштей тургандыгын текшериши керек. Орнотулган агымдардын шарттарын таанып, туура эсепке алуу компетенттүү суюктук тутумун кооптуу кемчиликтеринен жана кооптуу операциялардан бөлүп турат.
