نۆزڵی دێ لاڤال

دێ لاڤال نۆزڵ (یاخود نۆزڵی خواربووەوە، نۆزڵی سیدی، کۆن-دی نۆزڵ) بۆڕیێکە کە کونێکی ھەیە لە ناوەراستیدا، کە بۆ ھاوسەنگ کردنە، لە شێوەی کاتژمێری شوشەی ناڕێک، وا دەکات کە خێرا گەرم بێت، گازی پەستێنراو تێدەپەرێت بەو خێرایەی کە لە خێرای دەنگ بڵندترە لە تەوەرەی (پاڵپێوەنان) ئاڕاستە، بە ھۆی گۆڕینی وزەی گەرمی ڕۆیشتنەکە بۆ وزەی جووڵەیی. بەھۆی ئەمە، نۆزڵ بە زۆری بەکاردێت لەو مەکینانەی کە بۆ دروست کردنی ھەڵمن وە نۆزڵی مەکینەی مووشەک وە ھەروەھا بەکاردێت لە بزوێنەری فڕۆکەی جێت کە خێرایەکەی سەرووی خێرایی دەنگە.

ھاوشێوەی تایبەتمەندیی ڕۆیشتن لەسەر تەیارەی جێت کە گرمەی دێ جێبەجێ دەکات لەگەل فیزیای ئەستێرەناسی.^[١]

مێژوو

کەرتێکی درێژ لە مەکینەی مووشەکی ڕد-١٠٧ (مۆزەخانەی تسیۆلکۆڤسکی مێژووەکەی دەگەرێتەوە بۆ گەردوون)

نۆزڵ دروستکراوە (سەربەخۆ) لەلایەن ئەندازیار و داھێنەری ئەڵمانی ئێنست کۆرتینگ لە ١٨٧٨ وە داھێنەری سویدی گووستۆف دێ لاڤال لە ١٨٨٨ بۆ بەکارھێنانی لە مەکینەی ھەڵم.^[٢]^[٣]^[٤]^[٥]

ئەم بنەمایە یەکەم جار بەکارھێنرا لە مەکینەیێکی مووشەک لەلایەن ڕۆبێرت گۆدەرد. زۆربەی مەکینەی مووشەکە نوێیەکان گازی سوتاوی گەرم بەکاردەھێنن بە دێ لاڤال نۆزڵ.

کردار

ئەو کردارەی کە پشتی پێدەبەسترێت لەسەر تایبەتمەندی جیاوازی گاز دەرۆن لە سەبسۆنیک لەگەڵ خێراییەک سەرویی خێرایی دەنگ. خێرایی ڕۆیشتنی سەبسۆنیک گاز زیاد دەکات ئەگەر ئەو شتەی لە ناو بۆرییەکە دایە بۆرییەکە تەسک دەکاتەوە چونکە ڕێژەی ڕۆیشتنی بارستایی نەگۆڕە. گازەکە دەڕوات بەناو دێ لاڤال نۆزڵ ئەوا کرداری ئایسۆئینترۆپیکە واتا (گازەکە نەگۆرە). لە سەبسۆنیک دەنگی ڕۆیشتنەکە بڵاودەبێتەوە لە ناو گازەکە لە «گەرووی»، لەو شوێنەی کە ڕووبەر کەمترینە ئەوا خێراییی گاز خۆماڵیانە دەبێتە شەپۆلی دەنگ کە (ژمارەی ماک = ١٫٠)، ئەم حاڵتە پێی دەوترێت ڕۆیشتنی خنکاندن. ھەر وەک لە فراوان بونی ڕووبەری نۆزڵ، گازەکە دەست بە فراوان بون دەکات وە ڕۆیشتنی گازەکە زیاد دەکات بۆ خێراییەک سەرووی خێرایی دەنگ ئەو شوێنەی شەپۆلێکی ساغ بۆ دواوە بڵاو ناکاتەوە بەناو گازەکە ھەروەک بینیی لە چوارچێوەی سەرچاوەی نۆزڵەکەیە (ژمارەی ماک > ١٫٠).

مەرجی بەکارھێنان

دێ لاڤال نۆزڵ تەنھا لە گەروو دەخنکێت ئەگەر ئەو فشار و بارستاییەی کە بەناو نۆزڵەکەدا دەڕۆن پێویستە بگات بە شەپۆلی دەنگەوە، بە پێچەوانەوە ھیچ ڕۆیشتنی سەرووی خێرایی دەنگ بەدەست ناھێنرێت، وە ئەو کار دەکات ھەروەک بۆڕیێکی ڤێنتوری؛ ئەمە فشاری چوونە ناو داوا دەکات بۆ نۆزڵەکە لە ھەموو کات گرنگی بەھەرچواردەورەدا دەدات (بەھاوتای، وەستانی فشاری فڕۆکەی جێتەکە دەبێت لەسەر بەھەرچواردەوردا بێت).

سەرەرای ئەوەش، فشاری گازەکە لە چوونە دەرەوەی پشکی فراوان بوونی گزوزی نۆزڵەکە نابێت زۆر خواروو بێت. چونکە فشار ناتوانێت پێچەوانەی بخولێتەوە بەناو ڕۆیشتنی سەرووی خێرایی دەنگ. فشاری چونەدەرەوە دەتوانێت بە گرینگی دابنێیت ئەگەر لە خوارەوەی چواردەوریدابێت لە ناو گزۆزەکان، بەڵام ئەگەر ئەوە زۆر دوور لەخوارەوە بەھەرچواردەوردا بێت، پاشان ڕۆیشتنەکە دەوەستێنێت کە سەرووی خێرایی دەنگ بێت، یان ڕۆیشتنەکە جیا دەکاتەوە لە نێو فراوان بوونی بەشی نۆزڵەکە، پێک ھێنانی فڕۆکەی جێتێکی نابەجێ کە لەوانەیە " بەرببێتەوە "دەوروبەر لە نێو نۆزڵەکە، بەرھەم ھێنانی پاڵ پێوەنانێکی تۆڕنە و لەوانەیە زیانی پێ بگەیەنێت.

لە کردار، فشاری بەھەرچواردەوردا دەبێت ھیچ بڵندتر نەبێت بە نزییکەیی ٢–٣ جار فشارەکە لە گازی سەرووی خێرایی دەنگ لە چوونە دەرەوەکە بۆ ڕۆیشتنی سەرووی خێرایی دەنگ تا نۆزڵەکە بەجێ بھێڵێت.

شیکردنەوەی ڕۆیشتنی گاز لە دێ لاڤال نۆزڵ

شیکردنەوە دەربارەی ئەو گازەی کە دەروات لە ناو دێ لاڤال نۆزڵ بەشداری دەکات ژمارەیەک لە چەمک و گریمانە:

بۆ سادەیی، گازەکە وا دا دەنرێت کە گازێکی نمونەیی بێت
ڕۆیشتنی گازەکە ئاسێنترۆپیکە (واتە، ئینترۆپی نەگۆڕە). لە ئەنجامدا، ڕۆیشتنەکە پێچەوانەیە (کەمی لێکخشاندن وە تەشی ھیچ لە دەست دانێک نابێ)، وە گەرمی نەگۆر (واتە، ھیچ گەرمییەک دەست ناکەوێت وە بزر نابێت).
ڕۆیشتنی گاز نەگۆڕە (واتە، جێگیرە) لە ماوەیی سووتانی خێرادا.
ڕۆیشتنی گاز بەناو خەتێکی ڕاست لە دەروازەی چونە ژورەوە تا چونەدەرەوەی گازەکە لە گزۆز، (واتە، بەناو گونجاوترین تەوەرەی نۆزڵەکە).
ڕەفتاری ڕۆیشتنی گاز دەپەسترێتەوە لەوەتەی ڕۆیشتنەکە لە خێراییەکی زۆر بڵندە (ژمارەی ماک ٣).

خێرایی گاز لە گزۆز

ھەروەک گازەکە دەچێتە ناو نۆزڵەکە، ئەوە دەجولێت لە خێرایی شەپۆلی دەنگ. ھەروەک گرێبەستی قوڕگ. گازەکە زۆری لێ دەکرێت تا خێرا بگات بە قورگی نۆزڵەکە، لەو شوێنەی کە ڕووبەر بچووکترینە، خێراییی تەوەرەیی دەبێتە شەپۆلی دەنگ. لە قوڕگەوە ڕووبەرەکەی زیاد دەکات، گازەکە فراوان دەبێت وە خێرایی تەوەرەیی دەبێتە سەرووی خێرایی دەنگ.

خێراییی ھێڵییەکە لە کاتی دەرچونی گازەکە لە گزۆزکە دەتوانن حیساب بکرێت بە بەکار ھێنانی ئەم ھاوکێشەیە:</ref>^[٦]^[٧]

$v_{e}={\sqrt {{\frac {TR}{M}}\cdot {\frac {2\gamma }{\gamma -1}}\cdot \left[1-\left({\frac {p_{e}}{p}}\right)^{\frac {\gamma -1}{\gamma }}\right]}},$


لە کاتێکدا
$v_{e}$	خێرایی چوونەدەرەوە لە گزۆزی نۆزڵەکە.
$R$	یاسیی گازی جیھانی نەگۆر.
$T$	پلەی کەرمی تەواو لە کاتی چونەژوورەوەی گازەکە.
$M$	بارستایی گەردی گاز (ھەروەھا ناسراوە بە کێشی گەردی).
$\gamma$	ھۆی فراوان بوونی ئایسێنترۆپیک= ${\frac {c_{p}}{c_{v}}}$ .
	$c_{v}$ گەرمی دیاریکراوی گازەکەن لە فشاری نەگۆر و $c_{p}$ قەباری نەگۆر بە پێی ڕیز،
$p_{e}$	فشاری جونەدەرەوەی تەواو لە کاتی لە گزۆزی نۆزڵەکە،
$p$	فشاری تەواو لە کاتی جونەژورەوەی گازەکە،

ھەندێک بەھای ئاساییی خێراییی گازی گزۆز v_e بۆ مەکینەی مووشەک لە کاتی سوتاندنی بەنزینی جۆراوجۆر:

١٬٧٠٠ بۆ ٢٬٩٠٠ م/س (٣٬٨٠٠ بۆ ٦٬٥٠٠ میل لە کاتژمێرێک) بۆ مۆنۆپرۆپلانتی شلە،
٢٬٩٠٠ بۆ ٤٬٥٠٠ م/س (٦٬٥٠٠ بۆ ١٠٬١٠٠ میل لە کاتژمێرێک) بۆ بایۆپرۆپلانتی شلە،
٢٬١٠٠ بۆ ٣٬٢٠٠ م/س (٤٬٧٠٠ بۆ ٧٬٢٠٠ میل لە کاتژمێرێک) بۆ پرۆپلانتی ڕەق.

ھەروەک تێبینییەک، v_e ھەندێ جار ئاماژە دەکرێت بۆ خێراییی گازی گزوزی چونکە ئەوە لەسەر ئەو بنەمای گریمانەکەیە کە گازی گزۆز ڕەفتار دەکات ھەروەک گازێکی نمونەیی.

ھەروەک حساب کردنێک بە بەکار ھێنانی ھاوکێشەی سەرەوە، وا دا بنێە کەخێرا سوتان گازەکە لە: فشارێکی تەواو دەچێتە ناو نۆزڵەکە p = ٧٫٠ مێگا پاسکال وە ئەوەی دەردەچێت لە گزۆزەکە بە فشاری p_e = ٠٫١ مێگا پاسکالە: لە پلەی گەرمییەکی تەواو کە T = ٣٥٠٠ کلڤن؛ لەگەل فراوان بونی ئاسێنترۆپیک بە γ= ١٫٢٢ لەگەل بارستایی گەردەکە M= ٢٢ کگخ/کلڤن مۆل. بە بەکارھێنانی ئەم ژمارانە لە ھاوکێشەی سەرەوە کە خێرایی گزۆزەکە v_e = ٢٨٠٢ م/س، یان ٢٫٨٠ م/س بەرھەم دێت، ئەمە نەگۆرە لەگەل ئەم ژمارانەی سەرەوە.

بڵاوکراوەی تەکنیکی زۆرجار جێ دەگۆرێت بەبێ تێبینییەکەی یاسای نەگۆڕی گازی جیھانی R, کە ئەمەش دەبێت بۆ ھەر گازێکی نمونەیی، لەگەل یاسای نەگۆری گاز R_s, کە ئەمەش تەنھا بۆ گازێکی دیاریکراوی بارستەیی گەردەکەM. پەیوەندی لە نێوان دوو نەگۆرەکە R_s = R/M.

سەرچاوەکان

بەشداربووانی ویکیپیدیا، «de Laval nozzle»، ویکیپیدیای ئینگلیزی. سەردان لە ١٣ی نیسانی ٢٠٢٠.

^ C.J. Clarke and B. Carswell (2007). Principles of Astrophysical Fluid Dynamics (1st ed.). Cambridge University Press. pp. 226. ISBN 978-0-521-85331-6.
^
See:
- Belgian patent no. 83,196 (issued: 1888 September 29)
- English patent no. 7143 (issued: 1889 April 29)
- de Laval, Carl Gustaf Patrik, "Steam turbine," ١١ی کانوونی دووەمی ٢٠١٨ لە وەیبەک مەشین، ئەرشیڤ کراوە. U.S. Patent no. 522,066 (filed: 1889 May 1 ; issued: 1894 June 26)
^ Theodore Stevens and Henry M. Hobart (1906). Steam Turbine Engineering. MacMillan Company. pp. 24–27. Available on-line here in Google Books.
^ Robert M. Neilson (1903). The Steam Turbine. Longmans, Green, and Company. pp. 102–103. Available on-line here in Google Books.
^ Garrett Scaife (2000). From Galaxies to Turbines: Science, Technology, and the Parsons Family. Taylor & Francis Group. p. 197. Available on-line here in Google Books.
^ Robert Braeuning's Equation 1.22.
^ George P. Sutton (1992). Rocket Propulsion Elements: An Introduction to the Engineering of Rockets (6th ed.). Wiley-Interscience. pp. 636. ISBN 0-471-52938-9.

[1] C.J. Clarke and B. Carswell (2007). Principles of Astrophysical Fluid Dynamics (1st ed.). Cambridge University Press. pp. 226. ISBN 978-0-521-85331-6.

[2] See:
Belgian patent no. 83,196 (issued: 1888 September 29)

English patent no. 7143 (issued: 1889 April 29)

de Laval, Carl Gustaf Patrik, "Steam turbine," ١١ی کانوونی دووەمی ٢٠١٨ لە وەیبەک مەشین، ئەرشیڤ کراوە. U.S. Patent no. 522,066 (filed: 1889 May 1 ; issued: 1894 June 26)

[3] Belgian patent no. 83,196 (issued: 1888 September 29)

[4] English patent no. 7143 (issued: 1889 April 29)

[5] Laval, Carl Gustaf Patrik, "Steam turbine," ١١ی کانوونی دووەمی ٢٠١٨ لە وەیبەک مەشین، ئەرشیڤ کراوە. U.S. Patent no. 522,066 (filed: 1889 May 1 ; issued: 1894 June 26)

[3] Theodore Stevens and Henry M. Hobart (1906). Steam Turbine Engineering. MacMillan Company. pp. 24–27. Available on-line here in Google Books.

[4] Robert M. Neilson (1903). The Steam Turbine. Longmans, Green, and Company. pp. 102–103. Available on-line here in Google Books.

[5] Garrett Scaife (2000). From Galaxies to Turbines: Science, Technology, and the Parsons Family. Taylor & Francis Group. p. 197. Available on-line here in Google Books.

[6] Robert Braeuning's Equation 1.22.

[7] George P. Sutton (1992). Rocket Propulsion Elements: An Introduction to the Engineering of Rockets (6th ed.). Wiley-Interscience. pp. 636. ISBN 0-471-52938-9.

[١]

[٢]

[٣]

[٤]

[٥]

[٦]

[٧]