ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ступенчатое торможение Потока из "Техническая газодинамика Издание 2 " Ступенчатое торможение потока можно получить, применяя различные системы косых скачков. В предыдущем параграфе было показано, что если при заданных пределах изменений статического давления увеличивать число косых скачков путем увеличения последовательных поворотов стенки, то торможение потока будет более плавным, а суммарные относительные потери будут уменьшаться. [c.167] Обычно за последним косым скачком располагают прямой скачок, на котором происходит переход к дозвуковой скорости. [c.168] Торможение потока в различных системах скачков было подробно исследовано Г. И. Петровым и Е. П. Уховым. Следуя основным выводам этой работы, рассмотрим частный случай торможения потока в двух скачках — косом и прямом. [c.168] Рассматриваемая задача формулируется так определить угол наклона первого — косого — скачка, при котором переход от заданной сверхзвуковой скорости к дозвуковой происходит с минимальными потерями (рис. 4-19). Расчет такой системы можно осуществить последовательно, применяя диаграммы косых скачков (см. приложение). При заданной скорости невозмущенного потока и выбранном значении угла o (или pj легко определяются скорость Яд и давление за косым скачком. Соответствующая потеря энергии или изменение давления полного торможения Sq также определяется по диаграмме косых скачков (или по формулам 4-5). [c.168] В качестве примера на рис. 4-19 показано изменение скорости потока и коэффициентов потерь в системе косого и прямого скачков в зависимости от угла pj для Х — = 2,0 ( = 1,3). Кривые показывают, что для данной скорости Я имеется такое наивыгоднейшее сочетание косого и прямого скачков, при котором суммарные потери будут наименьшими. [c.168] Действительно, с увеличением угла косого скачка растет коэффициент потерь в косом скачке и уменьшается скорость за косым скачком Я . Очевидно, что при 8 = 0 и pl=a J=22 45 (дляЯl=2,0) косой скачок переходит в характеристику. В этом случае i = 0. Предельное значение угла при котором еще возможно существование плоского косого скачка, составляет = = 65 40. При этом значении поток за косым скачком имеет дозвуковую скорость. В указанных пределах изменений угла (22 45 — 65 40 ) за косым скачком может существовать прямой скачок. При Pi = 22 45 существует только прямой скачок, а при pi = 65 40 — только косой. [c.168] Кривая суммарных потерь в системе двух скачков имеет минимум при Pi = 45 . Очевидно, что значение является оптимальным в отношении потерь энергии в системе скачков. [c.170] Аналогичные расчеты можно выполнить для различных скоростей Я , определяя наивыгоднейшее значение Результаты таких расчетов даны на рис. 4-20, где суммарный коэффициент потерь представлен в зависимости от угла Pl для различных значений Я1. Жирными линиями проведены кривые в диапазоне углов pi, при которых возможно существование системы косого и прямого скачков. Пунктирная линия АВСО соединяет точки, отвечающие Pi = a j. Для этих точек косой скачок имеет бесконечно малую интенсивность и, следовательно, торможение потока осуществляется только в одном прямом скачке. Точки FGHJ отвечают углу 1== ,, при котором поток за плоским скачком имеет звуковую скорость. Для pi ] Pj, кривые проведены тонкими линиями. В этом случае расчет может быть приведен в предположении существования скачка, скорость за которым дозвуковая. При Pl = 90 он становится прямым. Легко видеть, что при pi = a j и Pi = 90 коэффициент потерь имеет одинаковое значение. [c.170] Такое решение целесообразно в том случае, когда основная задача сводится к максимальному восстановлению статического давления в системе скачков, как, например, это имеет место для сверхзвуковых диффузоров. [c.173] Для совершенного газа можно получить уравнение этой линии в форме связи между изменением энтропии и изменением энтальпии в системе скачков. [c.175] При больших сверхзвуковых скоростях для перехода к дозвуковым скоростям целесообразно применять более сложные системы скачков, состоящие из нескольких косых и одного завершающего прямого скачка. С ростом числа косых скачков потери энергии будут уменьшаться. Для каждой скорости потока при заданном числе косых скачков существует оптимальная схема расположения скачков, которую можно найти последовательным расчетом. [c.175] Графики, приведенные на рис. 4-23, отчетливо показывают преимущество более сложных систем скачков при больших сверхзвуковых скоростях. Кривые = позволяют выбрать наиболее рациональную схему ступенчатого торможения для заданной скорости. [c.175] Вернуться к основной статье