Обробка результатів досліду. Абсолютний тиск повітря перед соплом Р1, у критичному перетині Р2 і після сопла Р3 обчислюють за такими формулами:

Абсолютний тиск повітря перед соплом Р₁, у критичному перетині Р₂ і після сопла Р₃ обчислюють за такими формулами:

Р₁ = В + Р₁; Р₂ = В + Р₂; Р₃ = В + Р₃.

Питомий об’єм повітря і його густина перед соплом знаходяться з характеристичного рівняння:

n₁ = ; r₁= 1/ n₁.

Визначення теоретичної витрати повітря через сопло виконується при припущенні, що витікання повітря із сопла є адіабатичним процесом, а початкова швидкість повітря перед соплом дорівнює 0. Якщо величина відношення тиску за соплом і тиску перед соплом Р3/Р1 не перевищує або дорівнює критичному значенню, що для повітря складає 0, 528, то на виходi із сопла встановлюється критичний режим, коли швидкість течії дорівнює швидкості звуку, а витрата досягає своєї максимальної величини. У цьому випадку витрата (кг/с) обчислюється за формулою:

(7.1)

де F _min - площа перетину на виході із сопла (мінімальна площа), м².

Якщо Р3/Р1 > 0, 528, то швидкiсть на виході із сопла, що звужується, дозвукова, а теоретична витрата обчислюється за формулою:

(7.2)

де К- показник адіабати. Для повітря К=1, 4.

Відношення дійсної витрати повітря через сопло до теоретичної називається коефіцієнтом витрат:

j_р= М_д / М_т (7.3)

Коефіцієнт витрат j_р завжди менший одиниці внаслідок існування прикордонного шару на стінках сопла, рух якого різко відрізняється від руху ядра потоку.

Отримані дані зображуються у вигляді графічних залежностей. На одному графіку зображуються дійсні витрати М_д і теоретичні витрати М_т повітря від величини відношення тисків у соплі Р3/Р1 у вигляді

М_д = f (Р3/Р1) і М_т = f (Р3/Р1).

Теоретична швидкість течiї повітря із сопла, що звужується, у залежності від величини відношення тисків Р₃/ Р₁ визначається за такими рівняннями:

а) якщо Р3/Р1 0, 528 - на виходi установлюється критична швидкість і вираз для визначення швидкості має вигляд:

м/с.

б) якщо Р3/ Р1 > 0, 528, то у вихiдному перерiзі сопла встановлюється докритична швидкість, яка визначається за формулою:

м/с.

Результати розрахунків заносяться до табл. 7.2.

Таблиця 7.2

Контрольнi питання

1. Як визначаються витрати і швидкість повітря на виході із сопла?

2. Який тип сопла потрібно прийняти для одержання дозвукової чи надзвукової швидкості?

3. При якому відношенні тисків перед і після сопла повинні працювати дозвуковi і надзвукові сопла?

4. Чим викликане зменшення дійсних витрат в порівнянні з теоретичними при витіканні газу через сопло?