Dysza de Lavala

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Prędkość przepływu w dyszy wzrasta w kierunku przepływu (od koloru zielonego do czerwonego)

Dysza de Lavala – kanał aerodynamiczny dzięki któremu można uzyskać przepływ naddźwiękowy wykorzystywany w niektórych typach turbin parowych, w silnikach odrzutowych i rakietowych. Wynalazcą urządzenia jest Gustaf de Laval (1845–1913), szwedzki inżynier i przemysłowiec.

Punkt krytyczny to warunki krytyczne definiujące stan układu fizycznego oddzielające stany o odmiennych właściwościach (ciecz - para nasycona), w którym nie można rozróżnić obu stanów (cieczy i pary nasyconej). Na przykład:Rozprężanie – proces odwrotny do sprężania, tzn. polegający na obniżeniu ciśnienia układu; zwykle wiąże się z ekspansją .

Opis działania dyszy[ | edytuj kod]

Przekrój dyszy Lavala w początkowym odcinku ulega zwężeniu, następnie rozszerza się. W części zwężającej się następuje przyspieszenie gazu od prędkości początkowej do prędkości dźwięku. W końcowej części następuje dalsze przyspieszanie powyżej prędkości dźwięku, chociaż przyspieszenie stopniowo maleje. Na całej długości dyszy gaz rozpręża się i ma miejsce wzrost jego prędkości. Podczas pracy naddźwiękowej przekrój najwęższy jest przekrojem krytycznym, a parametry gazu w nim występujące – parametrami krytycznymi.

Przepływ naddźwiękowy - przepływ z prędkością większą niż prędkość rozchodzenia się dźwięku. Zachodzi m.in. w niektórych urządzeniach przepływowych. Przykładem może być dysza de Lavala.Carl Gustaf Patrik de Laval (ur. 9 maja 1845 w Orsa, zm. 2 lutego 1913 w Sztokholmie) – szwedzki inżynier, konstruktor, wynalazca i przemysłowiec.

Wyjaśnienie zasady działania[ | edytuj kod]

Prędkość przepływu gazu zależy od wielkości przekroju poprzecznego. Zależność ta zmienia swój kierunek, gdy prędkość gazu przekracza prędkość dźwięku w tym gazie. Wyraża to wzór wynikający z równania ciągłości

gdzie:

Dysza - urządzenie do kontroli kierunku lub charakterystyki wypływu płynu (gazu lub cieczy). Dysza jest najczęściej rurą o zmiennym przekroju, niekoniecznie okrągłym. Przykładem kontroli kierunku jest ciąg wektorowany w samolotach. Charakterystyka wypływu składa się zaś z takich parametrów jak prędkość, koncentracja lub kształt. Często celem stosowania dysz jest uzyskanie maksymalnej prędkości wypływu aby uzyskać maksymalny odrzut (np. w silnikach odrzutowych) lub maksymalny zasięg strumienia (np. w wężach strażackich, czy armatkach wodnych). Czasem chodzi o uzyskanie maksymalnej koncentracji strumienia np. w urządzeniach typu waterjet, lub wręcz przeciwnie - maksymalnego rozproszenia np. w rozpylaczach lakierów w zakładach fryzjerskich, czy lakierniach samochodowych. Kontrola kształtu pozwala zaś uzyskać m.in. kurtyny wodne jak i powietrzne.Turbina parowa – turbina, w której czynnikiem obiegowym jest para wodna. Pierwowzorem turbiny parowej była bania Herona. Jest to silnik (maszyna cieplna) wykorzystujący energię cieplną pary wodnej, wytworzonej zwykle w kotle parowym lub wytwornicy pary, do wytworzenia energii mechanicznej, odprowadzanej wałem do innej maszyny, np. generatora elektrycznego.
– względna zmiana prędkości gazu, – względna zmiana pola przekroju poprzecznego dyszy, liczba Macha.

Ze wzoru wynika, że gdy prędkość gazu jest mniejsza od prędkości dźwięku wówczas zwężanie przekroju powoduje wzrost prędkości. Gdy prędkość przekroczy prędkość dźwięku wyrażenie w mianowniku staje się ujemne i wzrost prędkości może być powodowany wzrostem pola przekroju poprzecznego dyszy. Widać więc, że jeśli gaz w części zbieżnej zostanie rozpędzony do prędkości dźwięku, co zależy od różnicy ciśnień między wlotem i wylotem dyszy, to w części rozbieżnej może rozpędzać się dalej.





Reklama