Kritisk flow

Kritisk flow  er en effekt, der opstår i et komprimerbart flow. Den parameter, der bliver kritisk eller "begrænset" er hastighed eller massestrøm .

Forekomsten af ​​kritisk flow er forbundet med Venturi-effekten . Når en væskestrøm (i den brede betydning af udtrykket "væske", herunder også den gasformige tilstand) ved et givet tryk og temperatur strømmer gennem en hydraulisk eller aerodynamisk modstand forbundet med et fald i strømmens tværsnit (som f.eks. for eksempel en ventil eller en lokal indsnævring af et rør), til et område med lavere tryk, så øges hastigheden af ​​denne strøm. Hvis der er subsoniske forhold i den "øvre" del af strømmen (før dens indsnævring), så stiger strømningshastigheden ved indsnævring (i henhold til massebevaringsloven). Venturi-effekten får samtidig det statiske tryk, og dermed tætheden, til at falde ved indsnævringen. Ved en vis værdi af væskehastigheden opstår der forhold, hvor et yderligere trykfald efter indsnævringen ikke fører til en yderligere stigning i massestrømningshastigheden (ved et konstant tryk før indsnævringen). For homogene væsker nås det fysiske punkt, hvor en kritisk strømning opstår under adiabatiske forhold , når den lineære strømningshastighed når lydens hastighed , eller med andre ord, når Mach-tallet når værdien 1 [1] [2] [ 3] . I et kritisk flow kan masseflowet stige, hvis trykket i den øvre del af flowet stiger eller temperaturen i den øvre del af flowet falder.

Overvejelse af den kritiske strøm af gasser er vigtig for mange tekniske applikationer, da massestrømmen ikke afhænger af det "lavere" tryk (i den del af flowet efter begrænsningen), men kun af trykket og temperaturen i det "øvre" " en del af flowet før begrænsningen. Under kritiske forhold kan ventiler og dyser bruges til at generere de nødvendige massestrømningshastigheder.

Noter

  1. Perry's Chemical Engineers' Handbook , sjette udgave, McGraw-Hill Co., 1984.
  2. Handbook of Chemical Hazard Analysis Procedures , Appendiks B, Federal Emergency Management Agency, US Dept. of Transportation og US Environmental Protection Agency, 1989. Handbook of Chemical Hazard Analysis, Bilag B Arkiveret 30. april 2018 på Wayback Machine Klik på PDF-ikonet, vent og rul derefter ned til side 391 af 520 PDF-sider.
  3. Metoder til beregning af fysiske effekter på grund af udslip af farlige stoffer (væsker og gasser) , PGS2 CPR 14E, kapitel 2, Den Hollandske Organisation Of Applied Scientific Research, Haag, 2005. PGS2 CPR 14E Arkiveret fra originalen den 9. august , 2007.