Введение
Устройство, используемое для направления потока жидкости.
Сопло – это устройство, предназначенное для управления направлением или характеристиками потока жидкости (особенно для увеличения скорости) при выходе (или входе) из замкнутой камеры или трубы. Сопло часто представляет собой трубу или канал с изменяющимся поперечным сечением и может использоваться для направления или изменения потока жидкости (жидкой или газообразной). Сопла часто применяются для регулирования расхода, скорости, направления, массы, формы и/или давления струи, выходящей из него. В сопле скорость жидкости увеличивается за счет уменьшения ее давления.
Самолет
Газовый струй, струя жидкости или гидроструй — это сопло, предназначенное для выброса газа или жидкости в когерентном потоке в окружающую среду. Газовые струи обычно встречаются в газовых плитах, печах или барбекю. Газовые струи широко использовались для освещения до изобретения электрического света. Другие типы струй жидкости применяются в карбюраторах, где гладкие калиброванные отверстия используются для регулирования потока топлива в двигатель, а также в джакузи или спа. Еще один специализированный тип – ламинарный струй. Это водяной струй, содержащий устройства для выравнивания давления и потока, обеспечивающий ламинарное течение, как следует из названия. Это дает лучшие результаты для фонтанов. Пеноструй – это другой тип струи, использующий пену вместо газа или жидкости. Насадки, используемые для подачи горячего дутья в доменную печь или кузницу, называются фурмой. Струйные сопла также используются в больших помещениях, где распределение воздуха через потолочные диффузоры невозможно или непрактично. Диффузоры, использующие струйные сопла, называются струйными диффузорами и располагаются в зонах боковых стен для распределения воздуха. При изменении разницы температур между приточным и комнатным воздухом, поток приточного воздуха отклоняется вверх для подачи теплого воздуха или вниз – для подачи холодного воздуха.
Двигатель
Выхлоп реактивного двигателя создает тягу за счет энергии, выделяющейся при сгорании топлива. Горячий газ находится под более высоким давлением, чем окружающий воздух, и покидает двигатель через сопло, которое увеличивает скорость истечения газа. Для создания тяги скорость выхлопных газов должна превышать скорость самолета, однако избыточная разница в скоростях приводит к неэффективному расходу топлива (низкому удельному импульсу). Реактивные двигатели для дозвукового полета используют сужающиеся сопла со звуковой скоростью на выходе. Двигатели для сверхзвукового полета, применяемые на истребителях и самолетах SST (например, Concorde), достигают высоких скоростей выхлопа, необходимых для сверхзвукового полета, за счет использования расширяющегося участка, присоединенного к сужающемуся соплу, который разгоняет выхлопные газы до сверхзвуковых скоростей. Ракетные двигатели максимизируют тягу и скорость истечения газов, используя сужающиеся-расширяющиеся сопла с очень большим отношением площадей и, следовательно, чрезвычайно высоким отношением давлений. Массовый расход имеет решающее значение, поскольку вся масса рабочего тела находится на борту аппарата, и желательны очень высокие скорости истечения газов.
Магнитные
Магнитные сопла также были предложены для некоторых типов двигательных установок, таких как VASIMR, в которых поток плазмы направляется магнитными полями, а не стенками из твердого материала.
Спрей
Многие сопла создают очень мелкое распыление жидкости. Атомизирующие сопла используются для распыления краски, духов, карбюраторов двигателей внутреннего сгорания, дезодорантов, антиперспирантов и многих других подобных применений. Воздухо-всасывающие сопла используют отверстие в конусообразном корпусе для впрыска воздуха в поток пены на водной основе (CAFS/AFFF/FFFP), чтобы концентрат вспенился. Чаще всего встречаются в пенообразователях и пенообразовательных рукавах. Вихревые сопла подают жидкость тангенциально, она закручивается к центру и затем выходит через центральное отверстие. Благодаря этому вихревому движению распыление приобретает форму конуса.
Вакуум
Насадки для пылесоса бывают разных форм. Вакуумные насадки используются в пылесосах.
Формирование
Некоторые сопла имеют форму, позволяющую формировать поток определенной формы. Например, экструзия – это способ производства длинных изделий из металлов, пластмасс или других материалов с заданным поперечным сечением. Такое сопло обычно называют фильерой.