1. Dokumen menganalisis aliran udara melalui nozzle konvergen-divergen pada lima kasus berbeda dengan variasi kecepatan masuk dan kemungkinan kejutan normal. 2. Parameter aliran seperti laju aliran massa, tekanan dan kecepatan keluar dihitung menggunakan persamaan gas ideal dan tabel nilai untuk nozzle isentropik dan kejutan normal. 3. Hasil analisis memberikan laju aliran massa maksimum, tekanan dan kecepatan

1. asumsi:
1. Volume kontrol ditampilkan dalam sketsa yang menyertainya beroperasi pada steady state.
2. Udara dimodelkan sebagai gas ideal dengan k? 1.4.
3. Mengalir melalui nozzle yang isentropik.
Analisis: Langkah pertama adalah untuk memeriksa apakah aliran tercekat. Dengan k? 1,4 dan M?
1.0, Eq. 9.51 memberikan p * po?? 0,528.
Sejak po? 1,0 MPa, tekanan kritis p *? 528 kPa. Dengan demikian, untuk tekanan belakang 528 kPa
atau kurang, nomor Mach adalah
persatuan di pintu keluar dan nozzle tercekat.
(a) Dari uraian di atas, maka untuk tekanan belakang 500 kPa, nozzle tercekat. Pada pintu keluar, M2?
1,0 dan
tekanan keluar sama dengan tekanan p2, kritis? 528 kPa. Laju aliran massa adalah nilai maksimum
yang dapat dicapai untuk
sifat stagnasi diberikan. Dengan persamaan gas ideal negara, laju aliran massa
Daerah keluar A2 dibutuhkan oleh ungkapan ini ditetapkan sebagai 10? 3 m2. Sejak M? 1 di pintu
keluar, T2 temperatur keluar dapat
ditemukan dari Persamaan. 9,50, yang pada penataan ulang memberikan

2. Kemudian, dengan Persamaan. 9.37, V2 kecepatan keluar adalah
Akhirnya
(b) Karena tekanan balik dari 784 kPa lebih besar dari tekanan kritis ditentukan di atas, aliran seluruh
nosel
adalah subsonik dan tekanan keluar sama dengan tekanan p2, kembali? 784 kPa. Pintu keluar Mach
nomor dapat ditemukan dengan memecahkan
Persamaan. 9.51 untuk mendapatkan
menyisipkan nilai
Dengan nomor keluar Mach diketahui, T2 temperatur keluar dapat ditemukan dari Persamaan. 9.50
sebagai 336 The kecepatan keluar K. Kemudian
Laju aliran massa

3. 1. Penggunaan Tabel 9.1 mengurangi beberapa perhitungan yang diperlukan dalam larutan. Hal yang
tersisa sebagai latihan untuk mengembangkan
solusi menggunakan tabel ini. Juga, amati bahwa langkah pertama dari analisis ini adalah untuk
memeriksa apakah aliran tercekat.
FUNGSI NORMAL SHOCK. Selanjutnya, mari kita mengembangkan ditutup-bentuk persamaan untuk
normal
guncangan untuk kasus gas ideal dengan spesifik konstan memanas. Untuk kasus ini, maka dari
persamaan energi, persamaan. 9.47b, bahwa tidak ada perubahan suhu stagnasi di seluruh
shock, Tox? Toy. Kemudian, dengan Persamaan. 9,50, ekspresi berikut untuk rasio suhu
di shock diperoleh
Mengatur ulang Eq. 9.48
Memperkenalkan persamaan gas ideal negara, bersama-sama dengan Pers. 9.37 dan 9.38,
rasio
tekanan hilir kejutan untuk tekanan hulu adalah
Demikian pula, Eq. 9,46 menjadi
Persamaan berikut yang berkaitan dengan Mach nomor Mx dan My melintasi shock dapat
diperoleh
ketika Pers. 9.53 dan 9.54 diperkenalkan dalam ekspresi ini

4. TABEL 9.2 Fungsi Syok normal untuk Gas Ideal dengan
k? 1.4
Rasio tekanan stagnasi melintasi kejutan poy? Cacar sering berguna. Hal yang tersisa sebagai
latihan untuk menunjukkan bahwa

5. Karena tidak ada perubahan luas di seluruh Persamaan shock,. 9.52 dan 9.56 bergabung
untuk memberikan
Untuk nilai-nilai tertentu dari Mx dan panas k rasio tertentu, hilir bilangan Mach dari
syok dapat ditemukan dari Persamaan. 9,55. Kemudian, dengan Mx, saya, dan k diketahui, Ty rasio
Tx,? Py? Px,
dan poy cacar bisa? ditentukan dari Persamaan. 9.53, 9.54, dan 9.56. Oleh karena itu, tabel dapat
diatur
up memberi, saya Ty Tx,? py px,? dan poy? cacar versus Mx bilangan Mach sebagai independen
tunggal
variabel untuk nilai tertentu k. Tabel 9.2 adalah tabulasi semacam ini untuk k? 1.4.
Pada contoh berikut, kita mempertimbangkan efek dari tekanan balik pada aliran dalam
konvergen divergen nozzle-. Elemen-elemen kunci dari analisis termasuk menentukan apakah
aliran tersedak dan jika kejutan normal ada.
CONTOH9. 1 5 Pengaruh Tekanan Kembali: Konvergensi-Berpencar Nozzle
1. Sebuah konvergen divergen nozzle-operasi pada steady state memiliki luas 6,25 cm2 tenggorokan
dan daerah keluar dari 15 cm2. Air masuk
nosel dengan kecepatan diabaikan pada tekanan 6,8 bar dan suhu 280 K. Untuk udara sebagai gas
ideal dengan k?
1.4, menentukan laju aliran massa, dalam kg / s, tekanan keluar, di bar, dan keluar nomor Mach
untuk masing-masing berikut lima
kasus. (A) isentropik aliran dengan M? 0,7 di tenggorokan. (B) isentropik aliran dengan M? 1 di
tenggorokan dan bagian divergen
bertindak sebagai diffuser. (C) isentropik aliran dengan M? 1 di tenggorokan dan bagian divergen
bertindak sebagai nozzle. (D) isentropik
mengalir melalui nozzle dengan berdiri kejutan normal di pintu keluar. (E) Sebuah kejutan yang
normal berdiri di bagian divergen pada
lokasi di mana daerah adalah 12,5 cm2. Di tempat lain di nosel, aliran isentropik

6. S O L U S I
Dikenal: Arus Air dari kondisi stagnasi ditentukan melalui nosel konvergen divergen-memiliki
tenggorokan dikenal dan
keluar daerah.
Cari: Laju aliran massa, tekanan keluar, dan keluar nomor Mach harus ditentukan untuk masing-
masing dari lima kasus.
Skema dan Data Mengingat:
Gambar E9.15

7. Asumsi:
1. Volume kontrol ditampilkan dalam menyertainya
sketsa beroperasi pada steady state. Itu
T-s diagram disediakan mencari negara dalam
nozzle.
2. Udara dimodelkan sebagai gas ideal dengan
k? 1.4.
3. Mengalir melalui nozzle yang isentropik
seluruh, kecuali untuk kasus e, di mana shock
berdiri di bagian divergen.
?
Analisis:
(A) Diagram T-s menyertainya menunjukkan negara dikunjungi oleh gas dalam kasus ini. Berikut ini
dikenal: nomor Mach
di tenggorokan, Mt? 0,7, daerah tenggorokan, Di? 6,25 cm2, dan pintu keluar daerah, 15 cm2. Pintu
keluar Mach Nomor M2, temperatur keluar
T2, dan p2 keluar tekanan dapat ditentukan dengan menggunakan identitas
Dengan Mt? 0,7, Tabel 9.1 memberikan Pada? * A? 1,09437. Demikian
Aliran seluruh nosel, termasuk pintu keluar, adalah subsonik. Dengan demikian, dengan nilai A2 * A,?
Tabel 9.1 memberikan M2?
0,24. Untuk M2? 0,24, T2? Untuk? 0.988, dan p2 po?? 0,959. Karena suhu dan tekanan stagnasi
adalah 280 K dan 6,8 bar,
masing-masing, maka T2 itu? 277 K dan p2? 6.52 bar.
Kecepatan di pintu keluar adalah

8. Laju aliran massa
Ini adalah laju aliran massa maksimum untuk geometri tertentu dan kondisi stagnasi: aliran tercekat.
(C) Diagram T-s menyertainya menunjukkan negara dikunjungi oleh gas dalam kasus ini.
Sebagaimana dibahas dalam bagian (b), pintu keluar Mach
nomor di bagian ini dari contoh adalah M2? 2.4. Menggunakan ini, Tabel 9.1 memberikan po p2??
0,0684. Dengan po? 6,8 bar,
tekanan pada keluar adalah p2? 0,465 bar. Karena nosel tercekat, laju aliran massa adalah sama
seperti yang ditemukan dalam bagian (b).
(D) Karena kejutan yang normal berdiri di pintu keluar dan aliran hulu dari shock yang isentropik,
nomor Mach Mx dan
px tekanan sesuai dengan nilai-nilai yang ditemukan dalam bagian (c), Mx? 2.4, px? 0,465 bar.
Kemudian, dari Tabel 9.2, saya? 0,52 dan
py px?? 6,5533. Hilir tekanan dari shock demikian 3,047 bar. Ini adalah tekanan keluar. Aliran massa
adalah sama
seperti yang ditemukan dalam bagian (b).