संपीड़ित गैस प्रणाली में चोक बिंदु का निर्धारण कैसे करें?

मेरे पास एक दबाव नियामक है जो 10 बार नीचे 150 बार का एक इनलेट दबाव लाता है जो तब वायुमंडलीय स्थितियों के संपर्क में 340 मिमी ^ 2 क्षेत्र के नोजल के बाद एक प्लेनम में ले जाता है।

अजीब तरह से दोनों बिंदुओं पर पर्याप्त है घुट के लिए दबाव अनुपात की आवश्यक स्थिति संतुष्ट है!

$प्रेशर अनुपात$

महत्वपूर्ण निकास दबाव जिसके नीचे चोकिंग होती है (पी *), नोजल निकास पर 5.8 बार और नियामक निकास पर 79.7 बार है। मैं इस तथ्य को कैसे समझाऊं कि प्रवाह केवल नोजल पर चलता है?

— DBTKNL
स्रोत

दोनों स्थानों के माध्यम से एक स्वतंत्र अधिकतम प्रवाह है जहां चोकिंग हो सकती है। सिस्टम के माध्यम से वास्तविक प्रवाह छोटे अधिकतम द्वारा निर्धारित किया जाएगा। घुटा हुआ स्थान जो अधिक प्रवाह हो सकता है, जो कुछ भी निम्न प्रवाह है उसे "समायोजित" करेगा। याद रखें कि दबाव नियामक एक चर आकार का छिद्र प्रस्तुत करता है जब तक कि यह पूरी तरह से खुला न हो जो सिस्टम को समायोजित करने के लिए एक साधन प्रदान करता है। चूंकि आप दबाव ड्रॉप को सुनिश्चित करने के लिए एक नियामक का उपयोग कर रहे हैं, इसलिए मुझे संदेह है कि नियामक का क्षेत्र समायोजित हो जाता है ताकि उसके माध्यम से और सिस्टम मैच से बाहर हो जाए।

— बायरन वॉल

निश्चित छिद्र आकारों के लिए, आप देखेंगे कि समायोजन दबाव के साथ होता है। चूंकि ये महत्वपूर्ण दबाव की बूंदें हैं, इसका मतलब है कि आप अशांति के लिए कम या ज्यादा दबाव देखेंगे। इस मामले में, यह भी संभव है कि कम प्रवाह दर पर, प्रतिबंधों में से एक के माध्यम से दबाव गिरना महत्वपूर्ण से गैर-महत्वपूर्ण प्रवाह पर स्विच करने के लिए पर्याप्त कम है। आपको यह विचार करना होगा कि सिस्टम में प्रवाह और दबाव प्रोफाइल कैसे विकसित होता है जब सिस्टम के माध्यम से अधिकतम प्रवाह निर्धारित किया गया है।

— बायरन वॉल

धन्यवाद बायरन, इसके बारे में सोचने का एक शानदार तरीका है। नियामक छिद्र वास्तव में दबाव ड्रॉप का अधिक क्रमिक प्रोफ़ाइल हो सकता है! कृपया इसे उत्तर के रूप में पोस्ट करें ताकि मैं इसे स्वीकार कर सकूं और अन्य इसे भविष्य में संदर्भित कर सकें।

— DBTKNL

ऐसा नहीं है कि नियामक में प्रोफ़ाइल में अंतर है (वहाँ अभी भी अशांति के रूप में बर्बाद ऊर्जा के साथ अचानक दबाव ड्रॉप है), लेकिन इसके बजाय नियामक का छिद्र क्षेत्र समायोजित करता है ताकि इसके घुट (यानी ध्वनि) वेग के माध्यम से प्रवाह नियामक छिद्र प्रणाली से वायुमंडल में प्रवाह से मेल खाता है। मैं कुछ समीकरणों और एक आरेख के साथ टिप्पणियों के बजाय बाद में एक उचित उत्तर पोस्ट करूंगा।

— बायरन वॉल

मैं इस तथ्य को कैसे समझाऊं कि प्रवाह केवल नोजल पर चलता है?

यह समझाने के लिए कि प्रवाह केवल एक बिंदु पर क्यों घुटता है, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि स्थिर स्थिति में एक प्रणाली के लिए, केवल एक प्रवाह हो सकता है। सिस्टम में प्रवेश करने वाले सभी द्रव को छोड़ना होगा। चूंकि सिस्टम के माध्यम से केवल एकल प्रवाह दर हो सकती है, इसलिए आपको यह विचार करना चाहिए कि अधिकतम प्रवाह कहां हो सकता है।

निम्नलिखित समीकरण एक घर्षण रहित नोजल के माध्यम से प्रवाह का वर्णन करते हैं जहां विस्तार adiabically और isenthropically होता है। वे पेरी के पेज 6-23 से हैं। छिद्र के माध्यम से वास्तविक प्रवाह को आमतौर पर प्रवाह गुणांक द्वारा नियंत्रित किया जाता है क्योंकि छिद्र के माध्यम से प्रवाह घर्षण रहित नोजल से कम होगा।

\begin{aligned} \frac{p^{*}}{p_{0}} & = {(\frac{2}{k + 1})}^{k / (k - 1)} \\ \frac{T^{*}}{T_{0}} & = \frac{2}{k + 1} \\ \frac{ρ^{*}}{ρ_{0}} & = {(\frac{2}{k + 1})}^{1 / (k - 1)} \\ G^{*} & = p_{0} \sqrt{{(\frac{2}{k + 1})}^{(k + 1) / (k - 1)} (\frac{k M_{w}}{R T_{0}})} \\ w^{*} & = G^{*} A \\ V = V^{*} = c^{*} & = \sqrt{\frac{k R T^{*}}{M_{w}}} \end{aligned}

$\begin{align} \frac{p^*}{p_0} &= \left(\frac{2}{k+1}\right)^{k/(k-1)} \\ \frac{T^*}{T_0} &= \frac{2}{k+1} \\ \frac{\rho^*}{\rho_0} &= \left(\frac{2}{k+1}\right)^{1/(k-1)} \\ G^* &= p_0 \sqrt{\left(\frac{2}{k+1}\right)^{(k+1)/(k-1)}\left( \frac{kM_w}{RT_0} \right)} \\ w^* &= G^*A \\ V = V^* = c^* &= \sqrt{\frac{kRT^*}{M_w}} \end{align}$

$^*$ $_0$

$p$
$T$
$\rho$
$G$
$w$
$A$
$V, c$
$R$
$M_w$

$G^*$ $(k,M_w)$ $(T_0,p_0)$ $w^*$ $A$

मेरे पास एक दबाव नियामक है जो 150 बार नीचे 10 बार तक इनलेट दबाव लाता है

चूंकि आपके पास एक दबाव नियामक है, यह आपको सिस्टम की गतिशीलता के बारे में कुछ बताता है। दबाव नियामक प्रक्रिया के लिए एक चर आकार का छिद्र प्रस्तुत करता है जब तक कि यह पूरी तरह से खोला नहीं जाता है। एक बार जब यह पूरी तरह से खुला होता है, यह एक निश्चित छिद्र आकार की तरह व्यवहार करता है। चूंकि दबाव नियामक एक डाउनस्ट्रीम स्थिति को बनाए रखने के लिए समायोजित करने में सक्षम है, यह तब तक सीमित घटक नहीं होगा जब तक कि यह चौड़ा न हो।

जब नियामक आंशिक रूप से खुला होता है, तो सिस्टम ने एक स्थिर स्थिति स्थापित कर दी है जिसमें:

सिस्टम से बाहर प्रवाह (वायुमंडल में) सिस्टम के माध्यम से अधिकतम प्रवाह है
नियामक की स्थिति (उदाहरण के लिए क्या% खुला) ऐसा है कि इसका उजागर प्रवाह क्षेत्र वातावरण के आउटलेट के समान प्रवाह प्रदान करता है; यह प्रवाह उस चोक बिंदु पर तापमान, ऊपर की ओर दबाव और गैस की संरचना का कार्य है

— बायरन वॉल
स्रोत

Choked flow occurs when the downstream pressure is less than the critical pressure or the pressure drop ratio is greater than the critical ratio

क्या आपका मतलब यह नहीं है कि जब दबाव ड्रॉप राशन छोटा होता है?

— idkfa

@idkfa, ध्यान देने के लिए धन्यवाद। जब से मैं इस्तेमाल किया pressure drop ratioऔर तब से मैं शर्तों के साथ मैला हो रहा था critical ratio। मैं इसे साफ कर दूंगा।

— बायरन वॉल