Сопло — канал, определяющий необходимое направление и разгон потока газа или жидкости, способный также вырабатывать струи жидкостей или газов. Имеет специальную форму поперечного сечения — произвольную, прямоугольную, плоскую, круглую, пространственную, симметричную. Сопло — это часть очень многих технических устройств — газодинамических установок и стендов, аэродинамических труб, воздушно-реактивных двигателей, струйных аппаратов, расходометров. Оно обеспечивает дутьевые процессии и образование пучков молекул в химических реакциях и приборах. Конструкция сопла зависит от его технического назначения, способа образования газового или жидкостного потока. Сопла двигателей ракет дают большой импульс потока газа на выходе при определенных габаритах сопла; сопло аэродинамических труб дает равномерный газовый поток. Принцип действия сопла состоит в непрерывном увеличении скорости газа или жидкости по течению. Но с увеличением скорости непрерывно понижаются давление и температура газа или жидкости до минимальных значений при выходе из сопла. Поэтому сопло имеет сужающуюся форму.

Площадь его поперечного сечения уменьшается с увеличением скорости. В дозвуковом сопле площадь поперечного сечения уменьшается для получения необходимого разгона жидкости или газа. В сверхзвуковом сопле площадь поперечного сечения сначала уменьшается, но потом на выходе расширяется. В дозвуковом сопле давление на выходе равняется давлению окружающей среды. Скорость сначала возрастает на выходе, но с достижением давлением определенной величины стабилизируется и остается постоянной. Средняя скорость течения в дозвуковом сопле равняется скорости звука, и дозвуковое сопло становится звуковым — такая скорость называется критической. Сверхзвуковое сопло имеет такую же форму, что и критическое, у него самое узкое поперечное сечение. Скорость на выходе определяется отношениями площадей критического сечения и выходного сечения, изменения давления не оказывают влияния на скорость. Скорость на выходе можно менять при постоянной площади выходного сечения, изменяя площадь критического сечения специальными механическими устройствами.

Такие регулируемые сопла имеют переменную скорость в выходном сечении и широко применяются в различных технических устройствах. В сверхзвуковом сопле давление на выходе может равняться давлению в окружающей среде — это ракетный режим течения. Но если оба эти давления не равны, то это уже не расчетный режим течения, это может образовать волны разрежения. Чтобы не допускать значительного снижения давления и температуры газа, проводят специальный расчет, учитывающий неравномерные термодинамические переходы и наличие в потоке газа примесей. Такие расчеты осуществляются с помощью ЭВМ. Дальнейшее развитие использования сопла направлено на расширение научных, экспериментальных разработок, связанных с его устройством и работой.



Следующее: СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР Предыдущее: СЛОЕВАЯ ТОПКА

ПОДЕЛИСЬ!