Адиабатное истечение водяного пара

Водяной пар по своим свойствам существенно отличается от идеального газа, для которого получена формула (33). Поэтому расчёт скорости истечения водяного пара по данной формуле невозможен.

Для вывода формулы конечной скорости вытекающего водяного пара воспользуемся уравнением (26). Перепишем его в следующем виде

. (44)

Учитывая, что , можно записать

. (45)

Таким образом, конечная скорость вытекающего водяного пара равна

, м/с. (46)

Разность энтальпий называется располагаемым теплопадением и обозначается h₀. Таким образом,

, м/с. (47)

Полезное теплопадение h₀ легко определять с помощью диаграммы i-S водяного пара. Необходимо знать начальное давление и температуру водяного пара и конечное его давление на выходе из сопла. Тогда располагаемое теплопадение будет численно равно отрезку, равному разности энтальпий начала и конца процесса (рисунок 11).

Массовый секундный расход водяного пара определяется из уравнения неразрывности потока (34).

При критическом режиме истечения водяного пара скорость истечения определяется по формуле

, (48

где i₁ – энтальпия водяного пара, , выбирается по таблицам или диаграмме i-S по начальным параметрам;

i_кр – энтальпия водяного пара при критических параметрах, .

Значение энтальпии i_кр непосредственно определено быть не может, так как обычно неизвестна величина критического давления. Поэтому рекомендуется параметры пара в критическом сечении определять с некоторой погрешностью, используя зависимости, справедливые для идеального газа методом последовательного приближения (по методикам, изложенным в специальной литературе).

Массовый секундный расход определяется из уравнения (34), которое для критического режима истечения водяного пара принимает вид , (49)

где f₂ – площадь «живого» сечения на выходе из сопла;

w_кр – критическая скорость;

v_кр – удельный объём рабочего тела на выходе из сопла при критическом истечении водяного пара.