Ich habe einen Druckregler, der einen Eingangsdruck von 150 bar auf 10 bar absenkt, der dann in ein Plenum geleitet wird, gefolgt von einer Düse mit einer Fläche von 340 mm², die atmosphärischen Bedingungen ausgesetzt ist.
Merkwürdigerweise ist an beiden Stellen die notwendige Bedingung des Druckverhältnisses zum Ersticken erfüllt!
Der kritische Ausgangsdruck, unterhalb dessen eine Verstopfung auftritt (p *), beträgt am Düsenausgang 5,8 bar und am Reglerausgang 79,7 bar. Wie erkläre ich die Tatsache, dass der Durchfluss nur an der Düse drosselt?
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Antworten:
Um zu erklären, warum der Durchfluss nur an einem einzigen Punkt drosselt, ist es wichtig zu bedenken, dass es für ein System im eingeschwungenen Zustand nur einen einzigen Durchfluss geben kann. Die gesamte in das System eintretende Flüssigkeit muss austreten. Da nur eine einzige Durchflussrate durch das System möglich ist, müssen Sie berücksichtigen, wo dieser maximale Durchfluss auftreten kann.
Die folgenden Gleichungen beschreiben die Strömung durch eine reibungsfreie Düse, bei der die Expansion adiabatisch und isenthropisch erfolgt. Sie sind von Perry Seite 6-23. Der tatsächliche Durchfluss durch eine Öffnung wird normalerweise durch einen Durchflusskoeffizienten geregelt, da der Durchfluss durch eine Öffnung geringer ist als bei einer reibungsfreien Düse.
Für die obigen Formeln stellt das den Zustand bei gedrosseltem Fluss dar und der Zustand ist Einlass. Die anderen Variablen sind wie folgt definiert:∗ 0
Eine gedrosselte Strömung tritt auf, wenn der stromabwärtige Druck kleiner als der kritische Druck ist oder das Druckverhältnis kleiner als das kritische Verhältnis ist. Dies wird in Gleichung 1 gezeigt und wiederholt Ihre ursprüngliche Frage. Sobald Sie wissen, dass der Fluss gedrosselt wird, können Sie die verbleibenden Gleichungen verwenden. Anhand der Gleichung für die Massengeschwindigkeit können Sie erkennen, dass die gedrosselte Strömung eine Funktion der Gaszusammensetzung und der Einlassbedingungen und dass sich ändernde Bedingungen stromabwärts keine Auswirkungen auf die Massengeschwindigkeit haben . Um zum Massenstrom , müssen Sie auch die Öffnungsfläche berücksichtigenG∗ (k,Mw) (T0,p0) w∗ A . Mit diesen bekannten Variablen können Sie bestimmen, welche Blende den Grenzdurchfluss erzeugt. Dies kann zu einem iterativen Prozess werden, da eine Änderung der Aufwärtsbedingungen die Abwärtskomponenten einschränken kann.
Da Sie einen Druckregler haben, sagt dieser etwas über die Dynamik des Systems aus. Der Druckregler bietet dem Prozess eine Öffnung mit variabler Größe, bis er vollständig geöffnet ist. Sobald es vollständig geöffnet ist, verhält es sich wie eine feste Öffnungsgröße. Da sich der Druckregler so einstellen kann, dass er einen stromabwärtigen Zustand beibehält, ist er erst dann die begrenzende Komponente, wenn er weit geöffnet ist.
Wenn der Regler teilweise geöffnet ist, hat das System einen stationären Zustand hergestellt, in dem:
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Choked flow occurs when the downstream pressure is less than the critical pressure or the pressure drop ratio is greater than the critical ratio
Meinen Sie nicht, wenn das Druckabfallverhältnis kleiner ist?pressure drop ratio
und danncritical ratio
. Ich werde es aufräumen.