ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние интенсивности скачка уплотнения на сжатие газа Измерение скоростей и давлений в до- и сверхзвуковых потоках из "Механика жидкости и газа " Рассмотрим одномерное стационарное адиабатическое течение идеального газ и предположим, что где-то вдоль трубки тока или струи газа происходит изэнтропическое (без скачка уплотнения или других причин для превращения механической энергии в тепло-иую) торможение газа, приводящее газ к покою. Установим простые формулы связи параметров изэнтропически заторможенного газа Гц, р , Oq, flp с текущими их значениями Т, р, р, а в сечениях рассматриваемой трубки тока. [c.186] Формулы (66), (69) и (70) являются основными во всех расчетах одномерных течений газа. [c.187] Отсюда можно сделать вывод, что, полагая в модели несжимаемой жидкости р = onst = Pq, делают тем меньшую ошибку, чем меньше число М в движущемся газе. Так, например, для того чтобы ошибка не превосходила 1°/q, число М должно быть меньше 0,14, а это соответствует в случае воздуха при нормальных условиях верхней границе допустимых скоростей 50 м/сек. Следует заметить, что даже при скорости в 100 м/сек ошибка не превосходит A /q. [c.187] Следуя принятым ранее обозначениям, будем считать, что газ до скачка имел параметры / j, pj, Т , после скачка — р , рд, 7 соответствующие значения параметров изэнтропически заторможенного газа до и после скачка обозначим через р , р , p Q, T q. [c.188] Отсюда следует важный общий вывод скачки малой интенсивности приводят к ничтожным изменениям, энтропии, так что достаточной оепенью приближения околозвуковые явления можно рассматривать как изэнтропические. [c.191] Повышение давления за счет скоростного напора набегающей струи при сравнительно небольших числах М полета оказывается недостаточным, и в современных ВРД для сжатия воздуха в камере горения используют дополнительный компрессор. [c.194] Для создания значительно повышенных давлений в бескомпреС-сорных реактивных двигателях при движениях самолета с большими числами М необходимо решительно бороться с образующимся перед входом в двигатель скачком уплотнения. О мерах этой борьбы — замене плоского прямого скачка уплотнения, перпендикулярного направлению движения, системой наклонных, косых скачков, будет рассказано в гл. VI, посвященной плоскому движению сжимаемого газа. [c.194] Для измерения скоростей движения газа или движения тела по отношению к газу применяют особые измерительные трубки (их называют обычно скоростными трубками), основная идея работы которых заключается в следующем. Газ набегает на носик трубки, где имеется так называемое динамическое отверстие D (рис. 45а), и обтекает боковую поверхность трубки, с расположенным на ней статическим отверстием (щелью) При надлежащей конструкции трубки — достаточном удалении ножки трубки F от статического отверстия 5 и статического отверстия 5 от носика трубки D (обычно принятые размеры показаны на рис. 45(5) можно считать, что вблизи отверстия D давление равно (рис. 45 а) давлению заторможенной жидкости или газа р , а вблизи статической щели — давлению проходящего мимо трубки газа. Последнее обстоятельство может вызвать недоумение, так как в реальной жидкости или газе существует трение, приводящее скорость частиц на стенке к нулю, т. е. также тормозящее газ. Однако это торможение совершенно иное, чем торможение набегающего потока в лобовой точке D измерительной трубки. И конце курса при изложении теории вязкого движения жидкости к пограничном слое на поверхности обтекаемого тела будет показано, ч 10 при этом неизэнтропическом торможении давление в любой точке поверхности совпадает с давлением в жидкости или газе в сечении пограничного слоя, проведенном через эту точку. Таким образом, действительно, если щель 5 располагается заподлицо к стенкам трубки достаточно аккуратно для того, чтобы жидкость проходила мимо щели, не подвергаясь подпору со стороны выступающих стенок этой щели, то давление в щели будет равно давлению в невозмущенной трубкой жидкости вдалеке от трубки. [c.195] Измеряя разность давлений — р при помощи дифференциального манометра и зная удельный вес движущейся среды, можно найти и ее скорость. На самом деле, при неточностях изготовления отдельных измерительных трубок величины р и р могут несколько отличаться от действительных своих значений для учета этих поправок на практике в формулу (78) вводят некоторый дополнительный, близкий к единице коэффициент, который определяют тарировкой, сравнивая в воздушной струе аэродинамической трубы данную трубку с некоторой образцовой. [c.196] Применять статическое отверстие 5 при измерении скоростей в сверхзвуковом потоке также нельзя и в этом случае давление за головной волной может не совпадать с показаниями микроманометра, соединенного со статическим отверстием. [c.197] Скачки уплотнения, садящиеся на участок поверхности трубки DS, искажают поле давлений в газе и, кроме того, как в дальнейшем будет объяснено, изменяют движение в пограничном слое, что, в свою очередь, оказывает влияние на характер обтекания лобовой части трубки и распределения в ней давления. [c.197] На рис. 46 приводится график функциональной связи (81) между и М1 для воздуха (к = 1,4). [c.197] Определив величину р2о по показаншо динамического отверстия измерительной трубки, а р,, например, при помощи отверстия в стенке канала, по которому движется газ, найдем отношение р- рх, а по графику рис. 46 — и искомое значение Mj. [c.198] Вернуться к основной статье