Diffúzor

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A diffúzor az áramlás irányában fokozatosan bővülő keresztmetszetű csőszakasz.

Összenyomhatatlan közegben[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Összenyomhatatlan közegben (kis sebességeknél a gázok, így a levegő is így viselkedik) a diffúzorban a közeg sebessége a keresztmetszettel fordítottan arányosan változik a kontinuitás miatt:

 v_1 A_1 = v_2 A_2 \,

az első ábra jelöléseivel. A nyomás változása ideális, súrlódásmentes áramlás esetén a Bernoulli-törvényből számítható:

 {v_1^2 \over 2}+{p_1 \over \rho} = {v_2^2 \over 2}+{p_2 \over \rho}
v = közeg sebessége
p = nyomás
\rho = a közeg sűrűsége

Veszteségmentes esetben tehát a diffúzorból kilépő közeg nyomása:

 p_2 = p_1 + \frac{v_1^2-v_2^2}{2}\rho

Valóságos közegnél a súrlódás miatt a tényleges nyomás a csak kísérletekkel megállapítható Δp nyomásveszteséggel kisebb lesz:

 p_2 = p_1 + \frac{v_1^2-v_2^2}{2}\rho - \Delta p

A jól kialakított diffúzorban a nyomásveszteség lényegesen kisebb, mint a hirtelen keresztmetszet változás esetén. A nyomásveszteség a csőfal érdességén kívül a geometriai kialakítástól is függ. A diffúzor nyomásvesztesége a mérések szerint a következő empirikus összefüggésből számítható:

 \Delta p = \zeta \frac {\rho}{2}v_2^2 ,

ahol:

 \zeta \, a veszteségtényező,
 \rho \, az áramló közeg sűrűsége,
 v_2 \, pedig a közeg sebessége a felbővült keresztmetszetben.
Diffúzor
Kör keresztmetszetű diffúzorok veszteségtényezője
Kör keresztmetszetű diffúzorok biztonságos kúpszög tartománya

A veszteségtényező értéke a csőfal érdességén kívül a keresztmetszet felbővülésének mértékétől és a kúpszögtől függ. Körkeresztmetszetű átlagosan érdes cső esetén értéke a mellékelt diagramban látható. Ha túlságosan hirtelen bővül a diffúzor, az áramlás leválhat a cső faláról, ekkor a nyomásveszteség hirtelen megugrik, amit el kell kerülni. Azokat a szögeket, melyek mellett a leválás biztosan nem következik be, a Reynolds-szám függvényében az ábra mutatja (ν a kinematikai viszkozitás).

Diffúzor összenyomható közegben[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Diffúzorok a hangsebességet alulról megközelítő áramlási sebességek esetén az előbbiekhez hasonlóan viselkednek, de a számításnál az összenyomható közegre érvényes összefüggéseket kell használni. A hangsebesség felett (vagyis ha a Mach szám>1) a bővülő csatorna mentén az áramlási sebesség nő, a nyomás és a hőmérséklet pedig csökken. Ezt használják ki a Laval-fúvókánál.

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Külső hivatkozások[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]