储气箱喷管口处速度的计算

时间:2024-10-07 14:03:33

储气箱内部的空气压力(总压)为 p 1 ∗ p_1^* p1,温度(总温)为 T 1 ∗ T_1^* T1,设总压恢复系数为 σ \sigma σ,出口处为大气压 p a p_a pa,则 p 2 ∗ = σ p 1 ∗ p_2^*=\sigma p_1^* p2=σp1。则出口处 M a 2 = 2 k − 1 ( ( p 2 ∗ p a ) k − 1 k − 1 ) Ma_2=\sqrt{\frac{2}{k-1}\left( \left( \frac{p_{2}^{*}}{p_a} \right) ^{\frac{k-1}{k}}-1 \right)} Ma2=k12((pap2)kk11) ,静温 T 2 = T 1 ∗ 1 + k − 1 2 M a 2 2 T_2=\frac{T_{1}^{*}}{1+\frac{k-1}{2}Ma_{2}^{2}} T2=1+2k1Ma22T1,速度 v 2 = M a 2 c 2 = M a 2 k R T 2 v_2=Ma_2c_2=Ma_2\sqrt{kRT_2} v2=Ma2c2=Ma2kRT2
代码如下

import math
#对于空气
k=1.4
R=287.06

p1_=2.943e5
T1_=288
sigma=1
p2_=p1_*sigma
pa=9.81e4
def p2Ma(p_,p,k):
    return math.sqrt(2/(k-1)*((p_/p)**((k-1)/k)-1))
def Ma2T(T_,k,Ma):
    return T_/(1+(k-1)*Ma**2/2)

Ma2=p2Ma(p2_,pa,k)
T2=Ma2T(T1_,k,Ma2)
v2=Ma2*math.sqrt(k*R*T2)
print(v2)

如果采用速度系数λ,由压强之比查表得到λ,结合总温得到的 c c r c_{cr} ccr,可以求得出口处的速度