Адиабатное течение газов в каналах

Рассмотрим случай, когда поток движется в канале переменного сечения без совершения технической работы. Если геометрическая высота центров сечений канала не изменяется, то выражение первого закона термодинамики потока принимает вид

или в дифференциальной форме

Полученное соотношение показывает, что изменение скорости потока в канале всегда обратно по знаку изменению давления, т.е. если давление рабочего тела в канале уменьшается, то скорость его увеличивается, и наоборот.

Каналы переменного сечения, в которых происходит расширение рабочего тела (давление уменьшается) и скорость рабочего тела увеличивается, называются соплами.

Каналы, в которых происходит обратный процесс и за счет уменьшения кинетической энергии потока (уменьшения скорости) давление его повышается, называются диффузорами.

Основой для вывода общих закономерностей движения рабочего тела в соплах и диффузорах является уравнение неразрывности потока

где G – массовый расход рабочего тела;

f – площадь произвольного сечения канала.

Изменение давления и скорости потока создается противоположным воздействием геометрической формы канала на поток (очевидно, что при G=const и увеличении ω нужно уменьшить f). Это положение носит название закона геометрического обращения воздействия.