Kritický tok

Kritické proudění  je efekt, ke kterému dochází při stlačitelném proudění. Parametr, který se stává kritickým nebo „omezeným“, je rychlost nebo hmotnostní průtok .

Výskyt kritického proudění je spojen s Venturiho efektem . Když proudění kapaliny (v širokém smyslu slova „kapalina“, včetně plynného skupenství) při daném tlaku a teplotě protéká hydraulickým nebo aerodynamickým odporem spojeným se zmenšením průřezu proudění (např. například ventil nebo místní zúžení potrubí) do oblasti s nižším tlakem, pak se rychlost tohoto toku zvyšuje. Pokud jsou v "horní" části proudění (před jeho zúžením) podzvukové podmínky, pak v místě zúžení rychlost proudění roste (podle zákona zachování hmoty). Současně Venturiho jev způsobuje pokles statického tlaku a tím i hustoty v místě zúžení. Při určité hodnotě rychlosti tekutiny nastávají podmínky, za kterých další pokles tlaku po zúžení nevede k dalšímu zvýšení hmotnostního průtoku (při konstantním tlaku před zúžením). U homogenních kapalin je fyzikální bod, ve kterém dochází ke kritickému proudění za adiabatických podmínek , dosažen, když lineární rychlost proudění dosáhne rychlosti zvuku , nebo jinými slovy, když Machovo číslo dosáhne hodnoty 1 [1] [2] [ 3] . Při kritickém proudění se může hmotnostní tok zvýšit, pokud se zvýší tlak v horní části toku nebo se sníží teplota v horní části toku.

Zvážení kritického toku plynů je důležité pro mnoho inženýrských aplikací, protože hmotnostní tok nezávisí na „spodním“ tlaku (v části toku po omezení), ale pouze na tlaku a teplotě v „horním“ “ část toku před omezením. Za kritických podmínek lze použít ventily a trysky k vytvoření požadovaných hmotnostních průtoků.

Poznámky

  1. Perry's Chemical Engineers' Handbook , Šesté vydání, McGraw-Hill Co., 1984.
  2. Příručka postupů analýzy chemického nebezpečí , příloha B, Federal Emergency Management Agency, US Dept. of Transportation, and US Environmental Protection Agency, 1989. Handbook of Chemical Hazard Analysis, Appendix B Archivováno 30. dubna 2018 na Wayback Machine Klikněte na ikonu PDF, počkejte a pak přejděte dolů na stranu 391 z 520 stránek PDF.
  3. Metody pro výpočet fyzikálních účinků v důsledku uvolňování nebezpečných látek (kapaliny a plyny) , PGS2 CPR 14E, kapitola 2, Nizozemská organizace aplikovaného vědeckého výzkumu, Haag, 2005. PGS2 CPR 14E Archivováno z originálu 9. srpna , 2007.