УДК 533.6.072
ПУГАЧ В. В.
ЗАМКОВ Е. Т.
ПАЛИЙ А. В.

ОПТИМИЗАЦИЯ КОНСТРУКЦИИ ПАРОПРОВОДА
ТЕПЛОВОЙ ТРУБЫ ГРАВИТАЦИОННОГО ТИПА

Таганрогский государственный радиотехнический университет

347928, Россия, Таганрог, ул. Чехова, дом 22.

Для стационарного адиабатического течения идеальной сжимаемой
жидкости в трубе переменного сечения зависимость плотности потока
жидкости v от скорости v имеет вид:

(v)/v=(1-v2/c2), (1)

где с - местная скорость звука, а - плотность, соответствующие
параметрам состояния жидкости в сечении, где ее скорость равна v.
Величина v достигает максимального значения *v*, при
скорости v*, равной местной скорости звука с* и называемой

критической скоростью. Отношение v/c*=М* называется коэффициентом
скорости. При М*<1 поток является дозвуковым, а при М*>1 -
сверхзвуковым. Для перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому
необходимо, чтобы площади S поперечных сечений трубы изменялись
вдоль ее оси по закону:
S=mсек / v = *v* S*/ v, (2)


где mсек - масса жидкости, протекающей за единицу времени сквозь
каждое поперечное сечение трубы ( секундный массовый расход ).
Т.е. в области дозвукового течения S постепенно уменьшалась
вплоть до критического значения S*, а затем вновь увеличивалась. Как
известно, такая труба называется соплом Лаваля.
Рассмотрим форму ТТ с точки зрения волновой теории.
Если источник звука движется со скоростью превышающей скорость
звука, то происходит следующее: ( рис. 1)


r1
r2
r3 x1
x2
V


Рис.1. Движение источника, со скоростью превышающей скорость звука

Пусть в данный момент источник, находящийся в точке Х1,
порождает звуковую волну, тогда в следующий момент источник
переместится в точку Х2, а волна из точки Х1 распространится в радиусе
r1 , который меньше расстояния, пройденного источником, а из точки Х2,
пойдет другая волна.
Все это произойдет непрерывно, а ни какими-то этапами, и получится
целый ряд волновых колец с общей касательной линией, проходящей через
центр источника. Источник будет порождать фронт, образующий в
трехмерном пространстве конус, или в двухмерном пару двух
пересекающихся линий.
Из рисунка видно, как можно найти угол между этими двумя прямыми. За
данный промежуток времени источник проходит расстояние,
пропорциональное его скорости v, тем временем фронт волны
распространится на расстояние пропорциональное скорости волны - с.
Синус угла полураствора равен отношению скорости волны к скорости
источника, а это может быть только тогда, когда скорость волны (с)
меньше скорости объекта (v), или скорость объекта больше скорости
волны:
Sin = c / v, (3)

Для ТТ :
Sin =/√3, (4)
Значение зависит от рабочей жидкости.
Форма ТТ для этого случая изображена на рис.2.







Рис. 2. ТТ параболоидной формы.

Т. о., как следует из вышенаписанного, для повышения
эффективности отвода тепла, паропровод тепловых труб следует
выполнять в виде параболоида, либо близким к нему конуса.

1. Б. М. Яворский. и А. А. Детлаф.
Справочник по физике.
Москва. "Наука" 1964г. 847с.










Document Outline