Lajos Tamás

Az áramlástan alapjai

Feladatok

Kérem, válaszoljon a következő kérdésekre, ill. oldja meg a következő feladatokat!

K.12.3.1. Mekkora tömegáramú levegő és milyen sebességgel áramlik ki egy tartályból (pt = 3⋅105 Pa, Tt = 320 K, R = 287 J/kg/K) egy lekerekített egyszerű kiömlőnyíláson és egy Laval-csövön keresztül egy másik térbe, ahol a nyomás p = 3⋅104 Pa. A Laval-cső legszűkebb keresztmetszete és az egyszerű kiömlőnyílás keresztmetszete egyaránt 10-4 m2.

K.12.3.2 Számítsuk ki az előző, K.12.3.1. feladatnál tárgyalt Laval-cső fő méreteit: a legszűkebb keresztmetszet és a kiömlési keresztmetszet átmérőjét, valamint a bővülő csőtoldat hosszát 50 diffúzor kúpszög esetén.

Kérem, határozza meg, hogy mely(ek) a helyes megállapítás(ok)!

T.12.3.1. Összenyomható közeg súrlódásmentes áramlása esetén 1.) az áramlás irányában táguló cső esetén a sebesség mindig csökken az áramlás irányában; 2.) az áramlási sebesség a legszűkebb keresztmetszetben mindig egyenlő a hangsebességgel; 3.) hangsebességnél nagyobb sebességű áramlásban növekvő sebességhez csökkenő keresztmetszet tartozik; 4.) hangsebességnél nagyobb sebességű áramlásban növekvő sebességhez növekvő keresztmetszet tartozik; 5.) az áramlási sebesség a legszűkebb keresztmetszetben nem haladhatja meg a hangsebességet. Megoldás:

T.12.3.2. Laval-csővel kapcsolatban a következő megállapítások tehetők (pkülső/ptartály = 0,4 és

= 1,4): 1.) A legszűkebb keresztmetszetben a helyi Mach-szám egységnyi; 2.) a legszűkebb keresztmetszet után a helyi Mach-szám növekedéséhez az átmérő növekedése tartozik; 3.) a sebesség a Laval-cső legszűkebb keresztmetszetéig nő, utána csökken; 4.) a helyi hangsebesség a Laval-cső teljes hosszában csökken; 5.) a legnagyobb Mach-szám a Laval-cső kilépő keresztmetszetében van. Megoldás:

T.12.3.3. A tartályból (pt, Tt,

t) helyesen méretezett Laval-csövön keresztül gáz áramlik ki. A szabadba ömlő gázsugárra vonatkozóan, izentropikus állapotváltozás feltételezése esetén a következő megállapítások tehetők. (A környezeti állapot p0, T0, a Laval-cső kilépő keresztmetszetében a gázállapot pki, Tki,

ki.) 1.)

; 2.)

; 3.)

; 4.)

; 5.)

. Megoldás:

T.12.3.4. Helyesen méretezett Laval-csövön keresztül a tartályból összenyomható közeg áramlik ki. Állandónak tekintett tartályhőfok, (Tt) és tartálynyomás (pt) mellett változtatjuk az ellennyomást (pe-t) úgy, hogy pe/pt < 0,53 minden esetben (qm a tartályból egységnyi idő alatt kiáramló tömeg). 1.) A kiömlőnyílás végső keresztmetszetét adott qm mellett csak a pe nyomás határozza meg egy adott gáznál; 2.) qm értékét pe mellett csak a végső keresztmetszet szabja meg; 3.) zérus ellennyomás esetén a helyesen méretezett Laval-cső végső keresztmetszete végtelen; 4.) a legszűkebb keresztmetszet mérete qm ismerete alapján meghatározható; 5.) bármely pe érték esetén a kiömlőnyílás bővülő szakaszának elhagyása nem befolyásolja a qm értékét. Megoldás:

T.12.3.5. A tartályból a kiömlés helyéig szűkülő kiömlőnyíláson kiáramló gáz „v” sebessége meghatározható a következő összefüggésekből (a tartályban pt, Tt,

t; a környezetben pe, Te,

és

): 1.)

; 2.)

; 3.)

; 4.)

; 5.)

. Megoldás:

A következő két lecke az akusztika alapismereteit foglalja össze. A soron következő leckében levezetjük a hullámegyenletet és megismerkedünk az effektív hangteljesítmény és az intenzitás fogalmával.

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2024

ISBN: 978 963 664 080 4

Műszaki tudományok

Az áramlástan alapjai tankönyv egységes szellemben adja át az olvasónak a műszaki gyakorlat igen sok területén fontos szerepet játszó áramlástan alapvető tételeit, gondolatmeneteit és ismereteit. Az elméleti alapok gondos megvilágítása mellett a tankönyv igen nagy hangsúlyt helyez azok igényes mérnöki alkalmazására, az elmélet és gyakorlat szerves kapcsolatának bemutatására, ezért számos, a mérnöki tevékenységben jól alkalmazható táblázatot, diagramot és összefüggést tartalmaz. A korábbi kiadásokhoz képest a tankönyv jelentősen bővült: kiegészült a szélcsatorna méréstechnikával és a közúti járművek áramlástanával, a korábbinál részletesebben tárgyalja az áramlásba helyezett testekre ható erőket, az áramlások numerikus szimulációját, a turbulencia-modellezést, valamint az ezeket megalapozó ismereteket.

Hivatkozás: https://mersz.hu/lajos-az-aramlastan-alapjai//

BibTeX EndNote Mendeley Zotero