ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие условия перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому и обратно из "Прикладная газовая динамика. Ч.1 " В предыдущих параграфах было показано, что при подводе тепла или совершении работы трения в движущемся по цилиндрической трубе с дозвуковой скоростью газе происходит увеличение числа М то же явление наблюдается в дозйуковом потоке при течении без теплообмена и трения в суживающейся трубе. [c.201] В канале и при совершении механической работы. Указанные воздействия вызывают изменение числа М как в дозвуковом, так и в сверхзвуковом потоке газа. [c.202] Рассмотрим в общем виде влияние этих воздействий на скорость движения газа. Для простоты будем считать газ идеальным. Расход газа равен G = pwF. [c.202] Разумеется, что ускорение газового потока в сопле при любой комбинации воздействий требует достаточного перепада давлений между сечениями, расположенными перед и за соплом. [c.203] Рассмотрим раздельно каждое из четырех воздействий. [c.203] При этом получим в дополнение к известному соплу Лаваля (геометрическое воздействие) еще три указанных Л. А. Вулисом способа перехода через скорость звука, т. е. расходное, механическое и тепловое сопла. [c.203] Не останавливаясь вторично на исследовании течения в сопле Лаваля, напомним только, что ускорение потока в дозвуковой части сопла Лаваля (М 1) получается путем сужения канала dF 0), но, начиная с критического сечения (М = 1), для получения сверхзвукового потока и дальнейшего его ускорения приходится изменять знак воздействия, т. е. расширять канал (dF Q). [c.204] Течение идеального газа в геометрическом сопле (рис. 4.1) при отсутствии трения является изоэнтропическим. В критическом сечении (М = 1) сопла воздействие проходит через минимум (dF = 0). [c.204] Ускорение движения dw 0) достигается здесь за счет подвода дополнительной массы газа в дозвуковой части канала и отсоса газа в сверхзвуковой его части. В критическом сечении (М = 1) расход газа и, следовательно, плотность тока проходят через максимум. [c.204] Расходное сопло в принципе аналогично геометрическому. Если разбить поток в расходном сопле на отдельные струйки постоянного расхода, то каждая из них представляет собой геометрическое сопло с наиболее узким сечением в области кризиса (М = 1) однако сужение элементарных струек в нем осуществляется не путем сужения общего канала, а за счет подвода и отвода дополнительных количеств газа (рис. 5.10). [c.204] Естественно, что изменение состояния идеального газа в расходном сопле (без трения) идет по изоэнтропическому закону. [c.204] Механическое сопло дает еще один принципиально возможный путь перехода через скорость звука за счет технической работы при отсутствии других воздействий dF = 0, dG — О, d aap = О, dZ ip = 0). [c.204] Таким образом, сверхзвуковое механическое сопло должно состоять из последовательно включенных турбины (в области М 1) и компрессора (в области М 1), между которыми располагается критическое сечение (М = 1). [c.205] монотонное возрастание значения числа М в механическом сопле сопровождается монотонным падением температуры, давления и плотности. [c.206] Кривые изменения параметров потока и торможения в сверхзвуковом механическом сопле при Mi =0,1 представлены на рис. 5.12 и 5.13. [c.206] Р1з предыдущего параграфа, содержащего теорию теплового сопротивления, следует, что при подводе тепла к газовому потоку полное давление в нем падает, а при отводе тепла — растет. Формулы теплового сопротивления были выведены применительно к случаю движения газа без трения по трубе постоянного сечения, т. е. именно к случаю теплового сопла. [c.208] Из этой теории следует, что полное давление в критическом сечении теплового сопла, как и в механическом сопле, проходит через минимум. Плотность заторможенного газа, прямо пропор-цпональная полному давлению и обратно пропорциональная температуре торможения, достигает в критическом сечении минимального значения. [c.208] В рассмотренных выше идеальных соплах геометрическом, расходном и механическом, изменение состояния газа было изо-энтропическим, т. е. описывалось уравнением идеальной адиабаты pip — onst. [c.208] В тепловом сопле в связи с подводом и отводом тепла энтропия изменяется. [c.208] Формула (53) показывает наличие двух характерных сечений в тепловом сопле. [c.209] Вернуться к основной статье