ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Г лава шестая Истечение газа из суживающихся сопел и отверстий Сопла Лаваля 6- 1. Суживающиеся сопла из "Техническая газодинамика Издание 2 " При движении газа в криволинейных каналах возникают специфические явления. Действительно, рассмотрим течение газа по каналу постоянного сечения, в котором пото к совершает поворот на 90° (рис. 5-49). Скорости движения в канале малы по сравнению со скоростью звука, так что влиянием сжимаемости можно пренебречь. В связи с тем, что частицы газа движутся по криволинейным траекториям, давление на внешней (вогнутой) и внутренней (выпуклой) стенках канала оказывается разным и различно меняется в направлении движения. Так как частицы ядра потока под действием центробежных сил оттесняются к внешней стенке, то давление вдоль АВ возрастает по сравнению с давлением входящего потока р, а вдоль А Вх — уменьшается (рис. 5-49,а). За поворотом давление на вогнутой стенке снижается, а на выпуклой возрастает на значительном расстоянии за поворотом давления выравниваются. [c.298] Структура вторичного течения в криволинейном канале и вызываемая им дополнительная потеря энергии сундественно зависят от геометрической формы канала и режима потока (чисел Ре и М). [c.300] С пограничным слоем, движущимся вдоль плоских стенок в противоположном направлении, образуют замкнутые вихревые области, охватывающие не все сечение потока, а только часть его вблизи выпуклой и плоских стенок. В рассматриваемом канале прямоугольного сечения вторичное течение вырождается в пару вихрей, вращающихся в противоположных направлениях. [c.301] На образование вторичного течения затрачивается часть кинетической энергии потока. Потери энергии. [c.301] На рис. 5-50,а приведены данные X. Нипперта, характеризующие влияние некоторых геометрических характеристик канала на потери. Здесь коэффициент определен как разность полных энергий на входе и выходе, отнесенная к скоростному напору на входе в канал. [c.302] Эти соотношения зависят также от геометрической конфузорности канала, т. е. от а. Опыты показывают, что с увеличением радиусов кривизны спинки и вогнутой поверхности потери от вторичных течений уменьшаются. Вместе с тем (рис. 5-51,а) с увеличением радиуса кривизны г. возрастает оптимальное значение при данных угле поворота потока и степени конфузорности а). Зависимость от а, соответствующая минимальным потерям в криволинейном канале с углом поворота 180 , показана на рис. 5-52. [c.304] Влияние двух важнейших режимных параметров — чисел Ре и М — на потери и структуру потока в криволинейных каналах можно оценить по кривым на рис. 5-53. С увеличением Ре потери в канале уменьшаются. Турбулизация слоя вблизи отрыва приводит к смещению линии отрыва по потоку, что и вызывает резкое снижение потерь. [c.305] В 5-1 отмечалось, что энтальпия торможения в потоке вязкого газа с неравномерным распределением скоростей является переменной величиной и условие /о=соп51 не может служить характеристикой течения и интегралом уравнения энергии адиабатического потока. [c.306] Наиболее отчетливо этот эффект обнаруживается во вращающихся потоках газа и, в частности, в вихревой трубе Ранка (рис. 5-55). [c.306] Профили скоростей в различных сечениях показывают (рис. 5-55,6), что в трубе происходит и1нтенси1в,ная. перестройка потока скорости к периферии интенсивно снижаются к сечению III—///, а в ядре на оси. несколько возрастают. [c.308] Здесь — энтальпия торможения в сечении г = 1 (в периферийном сечении трубы). [c.309] Очевидно, что если для двух различных законов распределения скоростей по радиусу энтальпия торможения уменьшается к оси трубы, то и для любого промежуточного закона будет иметь место аналогичное изменение /д. [c.310] Отсюда следует, что при таком круговом движении при Рг О энтальпия торможения меняется вдоль радиуса. [c.311] Для плоскопараллельного течения с неравномерным распределением скоростей энтальпия торможения определяется формулой (5-2). [c.311] Смысл уравнения (5-87) состоит в том, что оно выражает условие радиального равновесия частицы газа, совершающей вращательное движение. [c.311] Подставив сюда / из формул (5-85) и (5-86), после интегрирования можно получить приближенные зависимости р(г). [c.311] Вернуться к основной статье