Уравнение энергии позволяет широко использовать диаграммы состояния для расчета газовых течений, что особенно важно при исследовании потоков реальных газов, а теплоемкость является функцией давления и температуры.
В практике расчетов тепловых двигателей (паровых и газовых турбин, компрессоров) наибольшее распространение находят тепловые диаграммы, в которых по осям координат отложены либо температура и энтропия, либо энтальпия и энтропия (диаграммы Ts и is). Такие диаграммы строятся по экспериментальным данным и позволяют с достаточной точностью рассчитывать различные процессы изменения состояния газов, в том числе в области влажного пара и вблизи линии насыщения.
Диаграммы состояния Ts и is могут быть широко использованы и при исследовании газовых течений.
Для определения скорости течения необходимо знать разность энтальпий, которая легко определяется по диаграмме is, если известны параметры полного торможения газа и статические параметры течения.
Входящую в это уравнение разность энтальпий Н0 = i0 - i называют изоэнтропическим перепадом энтальпий.
Тепловые диаграммы могут быть использованы и для расчетов необратимых течений. В этом случае, для определения скорости течения трех параметров состояния недостаточно.
Рассматривая изоэнтропическое движение вдоль трубки тока переменного сечения в диаграмме i — s, нетрудно
Найти удельный расход газа в различных сечениях и построить эту величину, а также и другие параметры в зависимости от скорости.
Максимум расхода соответствует критическому сечению трубки, определяемому по уравнению расхода:
Параметры в критическом сечении находятся из условия с=а. С этой целью можно построить кривые изменений скорости звука и скорости потока в зависимости от энтальпии; точка пересечения указанных кривых дает значения а и i в критическом сечении. Перенеся эту точку в диаграмму i—s, можно найти и другие параметры в этом сечении.
40. РАСЧЕТ ЛАМИНАРНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ ПРИ НАЛИЧИИ ГРАДИЕНТА ДАВЛЕНИЯ
Расчет пограничного слоя сводится к решению интегрального соотношения, которое содержит три неизвестные величины: толщину потери импульса, коэффициент сопротивления и вели-
чину
Следовательно, для решения задачи необходимо иметь еще два дополнительных соотношения, связывающих указанные величины. Используя общее выражение для коэффициента сопротивления и рассматривая случаи несжимаемой жидкости, получим уравнение с двумя неизвестным, связь между которыми нетрудно получить, если известен профиль скорости в пограничном слое.
В общем случае скорость в поперечном сечении слоя зависит от местного градиента давления и расстояния от стенки у. Влияние градиента давления учитывается форм - параметром.
дифференциальное уравнение первого порядка относительно форм- параметра: