ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Профилирование сверхзвуковой камеры сгорания и сопла. Крайко А. Н., Макаров В. Е., Тилляева из "Газовая динамика Избранное Том1 " В настоягцее время при дальнейшем усовершенствовании агрегатов двигателя, например, компрессора или турбины, приобретает значение каждый процент к.п.д., удельной производительности, стенени повышения давления и пр. Нри различных способах осреднения значения характеристик одного и того же режима движения могут отличаться на величины порядка нескольких процентов. Отсюда ясна важность задачи о выборе правильных и единообразных методов осреднения параметров, полученных в опытах или определенных теоретически. На практике с осреднением потоков часто приходится сталкиваться, однако правила осреднения многочисленны, разнообразны и теоретически не обоснованы. [c.23] Е - поверхность сечения канала р - плотность V. скорости газа, нормальная к Е. [c.24] Значение этих характеристик определяется тем, что они являются сугцественными при расчете двигателя и при анализе его работы в целом. Именно они характеризуют расход газа через двигатель, подвод энергии к газу, потери в двигателе, приложенные к нему силы и моменты и т. д. С другой стороны, важно отметить, что ряд их свойств сохраняется при установившихся движениях газа в каналах. Для пояснения этого обратимся к интегральным соотношениям нри движении газа в канале. [c.25] При установившихся движениях идеального газа при отсутствии внешних массовых сил уравнения импульса и момента количества движения иринимают вид dJ/dl = Р и дШ1/д1 = Шр. [c.26] При установившемся движении в криволинейном канале поток энтропии S может изменяться только из-за притока тепла извне и из-за потерь, вызываемых действием вязкости, теплопроводности, наличием скачков уплотнения и т.д. При обратимом адиабатическом процессе в любых криволинейных каналах поток энтропии S при движении газа вдоль трубки тока сохраняется dS/dl = 0 5 = onst. [c.26] Описание неравномерного потока газа посредством только двух параметров 8 и го (или То и ро) дает возможность правильно определять по осредненным параметрам лишь величину энергии, сообгцае-мой единице массы газа, и величину потерь между двумя сечениями канала. [c.27] При изучении течений в каналах ВРД во многих случаях наибольший интерес представляет знание расхода, подвода энергии и потерь на различных участках тракта двигателя. Развивая и обобгцая указанный выше метод осреднения путем перехода к покою, при переходе к однородному потоку нужно принять равенство в рассматриваемом и осредненном потоках потока энтропии 5 , потока полного теплосодержания /о и расхода Q. Описание неравномерного потока газа посредством трех параметров То и ро позволяет правильно определять по осредненным параметрам энергию, сообгцаемую единице массы газа, величину необратимых потерь между двумя сечениями канала и расход газа через канал. [c.28] Таким образом, все параметры среднего поступательного потока со скоростью V и с плошадью сечения Е можно рассматривать как величины, получаюгциеся при истечении газа через насадок плогцади Е с расходом Q из большого сосуда, в который исходный неравномерный поток переведен обратимым путем без притока энергии извне. [c.28] На рис. 3 и рис. 4 приведены средние значения отношения ро/р полного давления к статистическому при осреднении потока с постоянным по сечению статическим давлением, профилем скорости, показанным на рис. 2, и двумя различными расиределениями температур. Сплошными кривыми показаны результаты осреднения с сохранением Q, Iq и S штриховыми - с сохранением Q, Iq и J/. Рис. 3 отвечает Т = onst, а рис. 4 - (Т — Тст)/(То — Тст) = = и/щ при То/Тст = 4. [c.29] Если при движении газа в канале происходят сильные изменения энтропии, так что ее поток 3, а следовательно, и параметры осредненного при условии равенства величин (5, /о и 5 потока резко меняются в зависимости от выбора сечения, то можно учесть этот эффект, проводя осреднение с сохранением энтропии в сечении, где основные потери на перемешивание уже произошли. Таким образом, возможные и неизбежные в рассматриваемом случае потери могут быть учтены не способом осреднения, а правильным выбором контрольных сечений, в которых производится измерение параметров потока. [c.30] При профилировании элементов компрессора или турбины важны многие детали в неравномерности расиределения скоростей, поэтому в задачах о профилировании мы не можем, вообще говоря, заменять действительное расиределение характеристик движения средними с заметным сглаживанием. Тем не менее, в ряде вопросов существенны только средние величины. Они важны, например, при рассмотрении поглощаемой газом или сообщаемой газу мощности или действующих внешних моментов на неподвижные части конструкции, а также нри рассмотрении энергетического баланса и в некоторых случаях при рассмотрении рассеяния механической энергии в направляющих аппаратах или в сопле за турбиной. [c.30] Для получения средних величин, учитывающих закрутку потока и позволяющих правильно оценивать внешние суммарные моменты, можно проводить осреднение введением канонических потоков с постоянной окружной скоростью по всему кольцевому сечению или с окружными скоростями, распределенными но радиусу по закону свободного вихря УгГ = Г/(2тг) = onst. [c.31] В этом движении давление, температура и плотность переменны по радиусу. [c.31] Перавномерному закрученному потоку газа можно поставить в соответствие определенное выше закрученное движение, для которого величины Q, го = Io/Qy = S/Q и Ш имеют такие же значения, что и у неравномерного потока. [c.31] Так как всякое осреднение связано с утратой ряда свойств потока, то нельзя указать способа осреднения, ирименение которого не встретило бы возражений в том или ином случае. Однако унификация способов осреднения для определенного широкого класса неравномерных течений необходима. [c.33] Вернуться к основной статье