Dysza de Lavala
Prędkość przepływu w dyszy wzrasta w kierunku przepływu (od koloru zielonego do czerwonego)
Dysza de Lavala – kanał aerodynamiczny dzięki któremu można uzyskać przepływ naddźwiękowy wykorzystywany w niektórych typach turbin parowych, w silnikach odrzutowych i rakietowych. Wynalazcą urządzenia jest Gustaf de Laval (1845-1913), szwedzki inżynier i przemysłowiec.
Opis działania dyszy |
Przekrój dyszy Lavala w początkowym odcinku ulega zwężeniu, następnie rozszerza się. W części zwężającej się następuje przyspieszenie gazu od prędkości początkowej do prędkości dźwięku. W końcowej części następuje dalsze przyspieszanie powyżej prędkości dźwięku, chociaż przyspieszenie stopniowo maleje. Na całej długości dyszy gaz rozpręża się i ma miejsce wzrost jego prędkości. Podczas pracy naddźwiękowej przekrój najwęższy jest przekrojem krytycznym, a parametry gazu w nim występujące – parametrami krytycznymi.
Wyjaśnienie zasady działania |
Prędkość przepływu gazu zależy od wielkości przekroju poprzecznego. Zależność ta zmienia swój kierunek, gdy prędkość gazu przekracza prędkość dźwięku w tym gazie. Wyraża to wzór wynikający z równania ciągłości
dvv=−11−M2dSS{displaystyle {frac {dv}{v}}=-{frac {1}{1-M^{2}}}{frac {dS}{S}}},
gdzie
dvv{displaystyle {frac {dv}{v}}}
–
względna zmiana prędkości gazu,
dSS{displaystyle {frac {dS}{S}}}
–
względna zmiana pola przekroju poprzecznego dyszy,
M=vvdz{displaystyle M={frac {v}{v_{dz}}}}
–
liczba Macha
Ze wzoru wynika, że gdy prędkość gazu jest mniejsza od prędkości dźwięku (M < 1), wówczas zwężanie przekroju powoduje wzrost prędkości. Gdy prędkość przekroczy prędkość dźwięku (M > 1), wyrażenie w mianowniku staje się ujemne i wzrost prędkości może być powodowany wzrostem pola przekroju poprzecznego dyszy. Widać więc, że jeśli gaz w części zbieżnej zostanie rozpędzony do prędkości dźwięku, co zależy od różnicy ciśnień między wlotem i wylotem dyszy, to w części rozbieżnej może rozpędzać się dalej.
