dispozitiv de realizare a unei anumite curgeri a unui lichid sau gaz From Wikipedia, the free encyclopedia
În dinamica fluidelor și termodinamică un ajutaj este un canal cu secțiunea variabilă în sensul curgerii, folosit pentru accelerarea sau frânarea curgerii unui fluid în vederea transformării optime a energiei potențiale (de presiune) a fluidului în energie cinetică sau invers.[1] În funcție de forma sa și de raportul de presiuni de la capetele sale, curgerea poate fi subsonică, sonică sau supersonică.
După modul în care variază secțiunea în sensul curgerii, ajutajele se împart în:
Modelarea matematică a curgerii printr-un ajutaj se face cu ecuația de continuitate (ecuația de conservare a masei), a cărei formă vectorială este:[2][3]
La curgerea printr-un ajutaj lichidele sunt considerate incompresibile, cu densitatea constantă. Ca urmare, ecuația de conservare a masei se reduce la faptul că debitul volumic este constant:
unde A este aria secțiunii, iar w este viteza de curgere. Adică viteza este invers proporțională cu secțiunea. Pentru secțiune constantă rezultă că și viteza este constantă.
Deoarece uzual lungimea ajutajelor este mică se neglijează efectul diferenței de înălțime între secțiunile de intrare și ieșire, adică Deoarece vitezele de curgere sunt mari, schimbul de căldură cu exteriorul este mic și se poate neglija — o curgere printr-un ajutaj este considerată adiabatică, În condiții ideale curgerea este considerată fără frecare, și fără a efectua lucru mecanic, [1]
Pentru gaze, ecuația de continuitate devine:[1]
unde v este volumul masic al gazului.
Ecuația de continuitate se scrie de obicei sub forma [4] unde funcția are expresia:[1][5]
unde este exponentul adiabatic al gazului,
Funcția are un maxim pentru raportul critic de presiuni:[1][4][6]
valoarea maximă a funcției fiind:[1][4]
Pentru o curgere izentropică, viteza gazului la ieșire este:[1]
unde sunt entalpiile gazului la intrare, respectiv la ieșire, iar este viteza gazului la intrare.
Exprimată în funcție de presiuni, relația precedentă devine:[7][8]
unde este volumul masic al gazului la intrare. Relația este cunoscută sub numele de formula lui Saint-Venant.[8]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.