ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Плоское сопло Лаваля при нерасчетных условиях из "Техническая газодинамика Издание 2 " Рис 6-18. Диаграмма распределения давлений в сопле Лаваля при различных режимах. [c.348] От свободной границы волна разреженная отражается, как волна сжатия, при прохождении через которую линии тока деформируются, отклоняясь на угол 8 к оси струи. В точках Ь м волны сжатия выходят на свободную границу. [c.350] За пересекающимися волнами разрежения (в области 3) устанавливается давление, меньшее давления окружающей среды (струя перерасширена). В области 4 после пересечения волн сжатия давление повышается до давления в выходном сечении сопла ЛЛ . К сечению струя суживается и ширина ее равна ширине выходного сечения АА . В областях 1, 3 и 4 линии тока прямолинейны и параллельны оси сопла. В областях 2 линии тока также прямолинейны и параллельны, но расположены под углом 6 к оси сопла. Для рассматриваемой первой группы режимов при принятых допущениях потерь энергии в струе нет. [c.350] По мере повышения давления среды р характеристики АВ, ВО, А В , С Е и меняют свое положение в струе. Так как разность давлений в областях 1 и 2 при этом уменьшается, то углы указанных характеристик увеличиваются, интенсивность волн разрежения АО Е А и А ЕА уменьшается. Углы отклонения линий тока в области 2 также уменьшаются. В пределе, при расчетном режиме (/7 =/71), характеристики АЕ и А Е сливаются с волнами АО и А О, Струя приобретает формулу, приведенную на рис. В-19,б. [c.350] Из условия симметрии за скачками СВ и СВ скорость должна стать параллельной оси потока, т. е. линии тока должны повернуться в обратно м направлении на угол б. В этой области устанавливается давление, повышенное по сравнению с давлением среды. Следовательно, в точках В и В1 со стороны -струи давление более высокое и из этих точек распространяются волны разрежения. При переходе через волны разрежения давление падает до давления окружающей среды и линии тока отклоняются от оси — струя расширяется. После пересечения волн разрежения давление равно р. В точках выхода волн разрежения на свободную границу струя имеет ширину, равную ААх. Рассматриваемая группа режимов характеризуется. потерями энергии в струе, обусловленными возрастанием энтропии в системе косых скачков уплотнения. Поле давлений по оси и в поперечных сечениях приобретает значительную неравномерность. [c.351] В эгом случае в струе за скачками СВ и СВ (рис. 6-19,в) скорости будут дозвуковыми. [c.352] Если ра р к, то при пересечении скачков СВ и СВ поток уже не сможет по-вернуться на угол б1 бт1 (пунктирная линия на рис. 6-20), на который он повернулся при переходе через АС и А С. Схема истечения при этом качественно изменится. На выходе из сопла образуется мостообразный скачок. [c.352] при давлении внешней среды ра р и система пересекающихся косых скачков разрушается и переходит в мостообразный скачок. Это явление аналогично рассмотренным в гл. 4 случаям неправильного отражения косого скачка от твердой стенки и пересечения скачков. [c.353] При дальнейшем повышении давления среды внутренняя дозвуковая область течения расширяется, а внешняя сверхзвуковая — суживается. Существует такое давление среды р ь,, при котором криволинейный скачок распространяется почти на все сечение в этом, случае за скачком АА скорости становятся дозвуковыми (рис. 6-19, ), за исключением узкой периферийной области. Этот Криволинейный скачок располагается вблизи выходного сечения сопла. [c.353] При давлениях средьп Ра Р 1к скачок выпрямляется и при Ра Рхк [формула (6-35)] скачок должен стать прямым, располагаясь в выходном сечении сопла. Фак- тчески вследствие неравномерного распределения скоростей в конических соплах и влияния пограничного слоя (вязкости) скачок входит внутрь сопла несколько искривленным (рис. 6-19, ). [c.354] Если давление за соплом pa p k. то в выходном сечении сопла давление будет меняться. Дальнейшее повышение давления среды pa Pik) вызывает перемеш.е-ние системы скачков внутрь сопла, как показано на рис. 6-19,в. [c.355] НИИ сопла для рассматриваемого режима. [c.356] Зависимость от по формуле (6-38) представлена на рис. 6-22. [c.357] Из уравнения (6-39а) следует, что с возрастанием потерь в со,пле величина предельного противодавления р1т уменьшается. [c.358] Вернемся к рассмотрению некоторых особенностей третьей группы режимов со скачками уплотнения внутри сопла. Необходимо учитывать, что в действительности в сопле создается не прямой скачок, а сложная система криволинейных скачков. Большое значение при этом имеет форма расширяюпхейся части сопла. При небольших углах раствора расширяющейся части в сопле возникают скачки, близкие ло форме к прямым. Около стенок сопла происходит разветвление криволинейного скачка, принимающего. форму мостоо бразного скачка (рис. 6-19,в). [c.358] Третья группа режимов характеризуется значительными потерями энергии. Наряду с волновыми потерями в скачках возникают лотери вследствие отрыва потока от стенок сопла. Отрыв солровождается образованием вихрей и характерным подсосом газа из окружающей среды. [c.358] В ряде случаев практический интерес представляет определение положения скачка внутри сопла и потерь в сопле при заданном отношении давлений. Так как структура скачков зависит от формы расширяющейся части сопла, то такая задача не может быть точно решена. Приближенное решение можно получить для простейшего случая, принимая скачо К прямым и поток в сопле безотрывным.. [c.358] Вернуться к основной статье