Потока газа вдоль трубы переменного сечения

Поскольку в нормальных сечениях одномерного потока параметры газа постоянны, его приближенно можно рассматривать как конечную трубку тока. Для такого потока из уравнения сплошности и уравнения энергии можно получить соотношения:

; (12.28)

; (12.29)

. (12.30)

Из этих уравнений вытекают следующие закономерности изменения параметров газа вдоль трубы:

· дозвуковой поток газа () в расширяющейся трубе () тормозится (), a в сужающейся () ускоряется ();

· сверхзвуковой поток газа () ускоряется в расширяющейся трубе и замедляется в сужающейся;

· изменения плотности и давления обратны изменению скорости: плотность и давление дозвукового потока в расширяющейся трубе возрастают, а в сужающейся убывают. Для сверхзвукового потока наблюдается обратная закономерность.

Рис. 12.3. Схема сопла Лаваля

Для непрерывного ускорения газового потока от дозвуковых скоростей до сверхзвуковых необходимо иметь трубу конфигурации, показанной на рис. 12.3 (сопло Лаваля), причем минимальное сечение должно быть рассчитано так, чтобы в нем (при ) . Это сечение называется критическим.