59.Особенности истечения сжимаемой жидкости. Кризис истечения. Режимы истечения.

К классу сжимаемых жидкостей относятся вещества, плотность которых изменяется в зависимости от давления и температуры Газы (идеальные и реальные) относятся к классу сжимаемых жидкостей.

Потенциальная работа обратимого адиабатного процесса истечения газа от нулевого до конечного состояния (0-2)

Для вычисления массовой скорости газа необходимо знать плотность газа в выходном сечении сопла, значение которой определяется из уравнения адиабаты

А нализ уравнения для массовой скорости потока показывает, что скорость газа изменяясь в зависимости от соотношения давлений в процессе истечения , дважды обращается в нуль - при р2/р0 = 1 (нет движения), а также при = 0 (истечение в вакуум, р2 = 0). Следовательно, значение массовой скорости, по теореме Ролля, проходит через экстремум. Соотношение давлений, при котором массовая скорость истечения становится максимальной ( ), называется критическим , а режим истечения при этом условии называется критическим режимом истечения.

Для определения характеристик критического режима истечения обозначим через ψ выражение

О бласть диаграммы, в которой называется областью докритического (дозвукового)режима истечения. В этой области давление потока в выходном сечении сопла (p2) равно давлению среды (pср), в которую происходит истечение (p2=pср), а при снижении давления среды (pср) наблюдается увеличение массового расхода через сопло (G), а также линейной (c) и массовой (и) скорости потока в выходном сечении сопла.

После достижения критического соотношения давлений ( ) наступает критический (звуковой) режим истечения, при котором на выходе из сопла устанавливается критическое давление режима ( ). Этот режим характеризуется критическими значениями массового расхода (Gкр), линейной (c2=cкр) и массовой (и2=икр) скорости истечения в выходном сечении сопла.

Дальнейшее снижение давления среды (pср), в которую происходит истечение вещества, не приводит к снижению давления на выходе из сопла, которое остается неизменным и равным критическому давлению (c2=cкр). Это явление называется «кризисом течения». В критическом режиме истечения скорость потока в выходном сечении сопла устанавливается равной местной скорости звука в данной среде (с2=скр=a). С этой же скоростью (скоростью звука) в среде распространяется любое возмущение.