Выведенные выше формулы скорости истечения и массового расхода газа справедливы только для обратимого процесса истечения, так как не учитывают силы трения рабочего тела о стенки канала и внутреннее трение между струйками потока из-за различия скоростей по сечению канала.
В отличие от теоретического изоэнтропийного действительный процесс истечения реального газа происходит при трении частиц газа между собой и о стенки канала. При этом работа, затрачиваемая на преодоление сил трения, преобразуется в теплоту, в результате чего температура и энтальпия газа в выходном сечении канала возрастают. Истечение газа с трением становится необратимым процессом и сопровождается увеличением энтропии. На рис. в sh — координатах представлены процессы расширения газа 1—2 при истечении без трения и 1-2д при истечении с трением. При одинаковом перепаде давлений р1 − р2 действительный теплоперепад ∆hд = h1-h2д меньше располагаемого ∆h = h1 − h2. В результате этого действительная скорость истечения газа оказывается меньше теоретической.
Рис. Изоэнтропийный и действительный процессы истечения газа
в sh – диаграмме
Отношение разности располагаемого и действительного теплоперепадов (потери теплоперепада) к располагаемому теплоперепаду называется коэффициентом потери энергии
ζс = (∆h − ∆hд)/∆h.
Отсюда
∆hд = (1 − ζс)·∆h.
Коэффициентом потери скорости называется отношение действительной скорости истечения к теоретической
.
Коэффициент потери скорости, учитывающий уменьшение действительной скорости по сравнению с теоретической, в современных соплах равен 0,95 — 0,98.
Отношение действительного теплоперепада ∆hд к теоретическому ∆h, или действительной кинетической энергии к теоретической называется коэффициентом полезного действия канала
.
или
.