ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общие условия перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому и обратно из "Прикладная газовая динамика Издание 2 " В предыдущих параграфах было показано, что ири подводе тепла или совершении работы трения в движущемся по цилиндрической трубе с дозвуковой скоростью газе происходит увеличение числа М то же явление наблюдается в дозвуковом потоке при сужении трубы без теплообмена и трения. [c.151] Ниже будет доказано, что изменение числа М в газовом потоке происходит не только нод влиянием трения, теплового п геометрического воздействий, но также при изменении расхода газа в канале и при совершении механической работы. Указанные воздействия вызывают изменение числа М как в дозвуковом, так и в сверхзвуковом потоке газа. [c.151] Вулис Л. А., Доклады Академии наук СССР, т. 54, 8, 1946 Вулис Л. А., Термодинамика газовых потоков. Энергоиздат, 1950. [c.152] Рассмотрим раздельно каждое из четырёх воздействий. [c.153] При этом получим в дополнение к известному соплу Лаваля (геометрическое воздействие) ещё три указанных Л. А. Вулисом способа перехода через скорость звука, т. е. расходное, механическое и тепловое сопла. [c.153] Не останавливаясь вторично на исследовании течения в сопле Лаваля, напомним только, что ускорение потока в дозвуковой части сопла Лаваля (М 1) получается путём сужения канала йР 0), но, начиная с критического сечения (М = 1), для получения сверхзвукового потока и дальнейшего его ускорения приходится изменять знак воздействия, т. е. расширять канал с1Р 0). [c.153] Течение идеального газа в геометрическом сопле (фиг. 45) при отсутствии трения является изоэнтропическим. В критическом сечении (М = 1) сопла воздействие проходит через минимум Р = 0). [c.153] Ускорение движения с1ш 0) достигается здесь за счёт подвода дополнительно массы газа в дозвуково части канала и отсоса газа в сверхзвуковой его части. В критическом сечении (М = 1) расход газа и, следовательно, плотность тока проходят через максимум. [c.154] В критическом сечении (М = 1) механического сопла работа проходит через экстремум (минимум у = 0). [c.154] Непрерывный переход через скорость звука в механическом сопле можно получить, изменив знак воздействия в критическом сечении. Пропуская дозвуковой поток газа через турбину, можно разогнать его до критической скорости после этого нужно пустить его через нагнетатель, и тогда получится ускоряющийся сверхзвуковой поток (фиг. 69). [c.154] Таким образом, сверхзвуковое механическое сопло должно состоять из последовательно включённых турбины (в области М 1) и компрессора (в области М 1), между которыми располагается критическое сечение (М = 1). [c.155] Здесь он, 0 значения полного теплосодержания газа соответственно в начальном и произвольном сечениях сонла, — техническая работа, совершённая газом между начальным и пронз-вольным сечениями сопла. Поэтому в дозвуковой части механического сонла, где газ совершает работу (на турбине), т. е. [c.155] монотонное возрастание значения числа М в механическом сопле сопровождается монотонным падением температуры, давления и плотности. [c.156] Кривые изменения параметров потока и торможения в сверхзвуковом механическом сопле при М, = 0,1 представлены на 4 иг. 70 и 71. [c.156] Ускорение газа ( к 0) в дозвуковом потоке (М 1) здесь связано с подводом тепла ( нар 0), а в сверхзвуковом — с его отводом ( 2нар 0). Подвод тепла при сверхзвуковом и отвод тепла при дозвуковом режиме вызывают замедление потока ( ш 0). Таким образом, для того чтобы преобразовать дозвуковой поток в сверхзвуковой посредством теплового сопла, в дозвуковом участке последнего нужно повышать теплосодержание газа, а в сверхзвуковом —понижать его, т. е. в критическом сечении теплового сопла, где количество подведённого к газу тепла проходит через максимум (с ( нар кр = 0), следует изменить знак воздействия. [c.157] Плотность заторможённого газа, прямо пропорциональная полному давлению и обратно иропорциональная температуре торможения, достигает в критическом сечении минимального значения. [c.158] Формула (53) показывает наличие двух характерных сечений в тепловом сопле. [c.159] От изотермического до критического сечений теплового сопла наблюдается интересное явление понижение температуры газа ( Г 0) при подводе тепла ( ( нар 0). На этом участке сопла прирост кинетической энергии газа больше прироста полного теплосодержания. [c.159] Иначе говоря, давление газа в тепловом сопле с ростом числа М монотонно падает. [c.159] Вернуться к основной статье