Методические указания к лабораторной работе пересмотрены и утверждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета· Графічні операційні системи (Windows95/98/2000/NT/XP), драйвер сканера, програми розпізнавання текстів Cuneiform або Fine Reader, програми супроводу сканера. 2.2. Матеріали до звіту При підготовці звіту з лабораторної роботи слід використовувати дані, отримані в ході роботи. Слід навести характеристики використовуваного сканера. Необхідно привести використовувані налаштування програми розпізнавання, а також результати сканування різних джерел: російський текст, змішаний російсько-англійський текст, текст з таблицями і малюнками. Контрольні питання. • Принципи роботи сканерів. • Принципи розпізнавання тексту. • Основні неполадки при работе сканера • Обслуговування сканерів • Програми для розпізнавання тексту • Які типи блоків віділяються в Abby Fine Reader • Як можна передати розпізнаній текст у редактор для редагування.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 3
Расчет параметров газа при истечении по соплу Лаваля
по дисциплине ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕПЛОПЕРЕДАЧА
Направление подготовки: 160100 "Авиа- и ракетостроение" Специальности: 160302 "Ракетные двигатели" Форма обучения очная
Тула 2010 г.
Методические указания к лабораторной работе составлены доцентом О.А. Евлановой и обсуждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета протокол № 5 от «5» июля 2010 г. Зав. кафедрой _____________ Н.А. Макаровец
Методические указания к лабораторной работе пересмотрены и утверждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета протокол № от «___» ______ 2010 г. Зав. кафедрой _____________ Н.А. Макаровец
1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ Целью данной работы является освоение методики расчета термодинамических параметров газа при дозвуковом и сверхзвуковом течении.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ Значения параметров на входе в сопло в вариантах индивидуального задания выдаются преподавателем. Давление торможения газа Р0 , МПа; Температура торможения газа Т0, К; Показатель адиабаты к=1,4; Газовая постоянная R =287 Дж/(кг×К); Площадь критического сечения сопла Fкр.=10 -3м2.
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ При движении газа теплота расходуется не только на изменение внутренней энергии и на совершение внешней работы (против внешних сил), но и на изменение кинетической энергии газа при его перемещении. Поэтому уравнение первого закона термодинамики для 1 кг газа в дифференциальной форме имеет следующий вид: (1) где - подведенная теплота от внешних источников тепла; du- изменение внутренней энергии газа; - работа против внешних сил, называемая работой проталкивания (она не равна работе расширения газа ); - изменение внешней кинетической энергии рабочего тела (располагаемая работа). При выводе этого уравнения не учитывалось влияние гравитационных сил, а также считалось, что газом не совершается техническая работа. Изменение кинетической энергии рабочего тела может происходить как в трубах постоянного сечения, так и в специальных каналах переменного сечения, называемых соплами и диффузорами. Если при перемещении газа по каналу происходит его расширение с уменьшением давления и увеличением скорости, то такой канал называется соплом. Сопло Лаваля(рис.1) предназначено для использования больших перепадов давления и для получения скоростей истечения, превышающих критическую или скорость звука. Оно состоит из сужающегося дозвукового участка и расширяющегося сверхзвукового участка.
Рис.1 Для определения работы проталкивания рассмотрим стационарное, адиабатное (т.е. без отвода и подвода теплоты), одномерное течение в канале.
Рис.2
Предположим, что по каналу переменного сечения перемещается газ (рис. 2). Выделим сечениями I-I и II-II элементарную массу газа. В сечении I-I на газ действует сила pF, а в сечении II-II сила , действующая противоположно силе в сечении I-I. Обе силы в сечениях I-I и II-II совершают работу; алгебраическая сумма этих работ будет работой, затраченной на проталкивание элементарной массы газа. Элементарную работу проталкивания газа на бесконечно малом пути между сечениями I-I и II-II за одну секунду находим из уравнения . Раскрывая скобки и отбрасывая бесконечно малые величины второго и высшего порядка, получаем (а) Учитывая, что , где m - секундная масса газа, протекающего через любое сечение канала, v– удельный объем газа, v=1/ρ, заменяя величину Fw в уравнении (а) на mv, получаем или Таким образом, элементарнаяработа проталкивания на единицу массы равна (2) или в интегральной форме работа проталкивания равна Уравнение первого закона термодинамики в дифференциальной форме для потока газа принимает вид или Величина в скобках является энтальпией, следовательно, (3) или Уравнение (3) показывает, что подведенная теплота в процессе при течении газа (или жидкости) расходуется на изменение его энтальпии и внешней кинетической энергии. В случае адиабатного течения, т.е. когда отсутствует теплообмен между рабочим телом и окружающей средой, уравнение (3) принимает вид: Когда начальная скорость рабочего тела равна 0, тогда скорость течения определяется формулой , (4) где i1 и i2 –начальное и конечное значение энтальпии. Энтальпия является параметром (функцией) состояния газа, ее изменение определяется начальным и конечным состояниями рабочего тела и не зависит от промежуточных состояний.
Учитывая, что i=cр Т=кRT/(к-1), , где Т0- температура торможения (при W=0). Поскольку в адиабатическом процессе , cкорость истечения газа определяется по формуле: W= . (5) Массовый расход газа m=ρWF=WF/v. Учитывая, что v=v0(р0/р)1/к, где v0, р0 – удельные объем и давление газа при W=0, секундный массовый расход определяется по формуле . (6) Величина секундного массового расхода зависит от соотношения давлений p/p0, в частности с уменьшением p расход увеличивается. Однако, по опытным данным секундный массовый расход увеличивается только до определенного значения p/p0, после чего остается постоянным. Отношение давлений, при котором достигается максимальный расход, называется критическим отношением давлений. Приравнивая нулю первую производную от выражения (6), получим величину критического отношения давлений . Скорость, соответствующая критическому отношению давлений, называется критической скоростью. Критическая скорость при истечении газа из сопла зависит только от начальных параметров газа и от его природы. . (7) Критическая скорость равна скорости распространения звука в газе. Выражение для секундного массового расхода в критическом сечении сопла имеет вид:
mкр.= . (8) Значение статической температуры газа определяется по уравнению адиабаты: или через значение скорости газа Т = T0× . (9) Значение статической плотности газа находится по уравнению состояния:
r = . (10)
|