ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Конические сопла Лаваля в нерасчетных условиях. Реактивная сила из "Техническая газодинамика Издание 2 " Рассмотрим вначале результаты опытного изучения спектра потока за соплом при истечении в среду с пониженным давлением (первая группа режимов). [c.367] Скачок АВВхАх (рис. 6-28,а) может зарождаться не у выходной кромки сопла, а в ядре струи, на некотором рассто(янии от ее границы. [c.369] При значительном отклонении режима от расчетного ра Р ) скачок отходит непосредственно от кромки сопла. На оси струи возникает прямой скачок ВВи за которым скорость потока становится дозвуковой. Следовательно, прп пониженном давлении за соплом в этом случае возникает мостообразный скачок. [c.369] Таким образом, для конического сопла первая группа режимов непрерывно переходит во вторую без существенных качественных изменений спектра течения внутри струи. В отличие от плоского сопла в коническом сопле при всех режимах в струе возникают скачки. [c.369] Дозвуковое ядро струи обнаруживается при всех режимах, отличных от расчетного. Однако, как и во всех разобранных ВЫше случаях, протяженность дозвукового ядра невелика. Внешняя сверхзвуковая часть струи ускоряет внутреннюю часть так, что уже на небольшом расстоянии за скачком ВВ (рис. 6-28,а и г) поток на оси достигает сверхзвуковых скоростей. На оси образуется как бы сопло Лаваля, границами которого служат линии раздела BQ и BxQx. [c.370] Для всех рассмотренных режимов характерной особенностью осесимметричной струи является различная кривизна ее границы, внутренних линий тока, скачков и волн разрежения. Действительно, как уже указывалось в гл. 4, при переходе через конический скачок линии тока непосредственно за скачком искривляются, причем их кривизна переменна вдоль скачка. Если осесимметричный скачок имеет криволинейную образующую, то кривизна линий тока увеличивается. Линии тока искривляются и при переходе через -коническую волну разрежения. [c.370] Форма расширяющейся части сопла оказывает значительное влияние на спектр струи за соплом. Опыт показывает, что в правильно профилированном осесимметричном сопле скачки уплотнения за выходным сечением возникают только при больших отклонениях режима от расчетного ра р )- На расчетном режиме и при незначительных отклонениях от него (ра р1) сопло работает без скачков уплотнения на выходе. [c.370] Рис 6-30 Схема расположения скачков в сопле Лаваля с большим углом раствора. [c.372] Таким образом, характерные релимы сверхзвукового сопла с большим углом раствора нельзя определять по формулам, приведенным в предыдущем параграфе. Для такого сопла значения /7, , /7, и ниже, чем для сопла с малым углом и следовательно, переход в третью группу режимов происходит при меньших изменениях начального или конечного давления. [c.372] На рис. 6-31 приведены коэффициенты потерь Сс для нескольких осесимметричных сопел. [c.372] Сопла Лаваля весьма широко применяются в реактивных двигателях. В этой связи остановимся кратко на характеристиках сопел, необходимых для расчета реактивной силы. [c.374] Здесь р — давление набегающего потока в сечении а — Ь / 2, — давление и скорость потока за аппаратом в сечении с — й Р — площадь сечений а — Ь и с — с1 GJg — секундная масса воздуха, втекающая в контур 0 ,/ — секундная масса горючего, подаваемого в двигатель / —реактивная сила. [c.375] Заметим, что добавочный член в уравнении (6-49) вводится только для первой и второй групп режимов работы сопла, т. е. при сверхзвуковых скоростях истечения. [c.376] При повышенных противодавлениях р р2) реактивная сила уменьшается, так как разность Р2—Р1 отрицательна. Наоборот, при расширении струи за соплом разность (р2—рг) положительна и увеличивается. [c.376] Если скачки расположены внутри сопла, то истечение происходит с дозвуковыми скоростями Р2 = Р ) и второй член отпадает. Изменение реактивной силы в этом случае обусловливается уменьшением скорости истечения, которая должна быть определена с учетом потерь в системе скачков и в расширяющейся части сопла. [c.376] Характеристики 9 по опытам В. Ф. Степанчука приведены на рис. 6-33 для сопел с различным параметром /, и для разных углов раствора. [c.377] При Ус = 48 на кривой ср появляются два максимума, первый из которых соответствует расчетному режиму, а второй — режиму работы сопла, как обычного суживаю-пдегося (рис. 6-33). Это означает, что при больших у отрыв потока на режимах, соответствуюш.их третьей группе, происходит вблизи критического сечения. Опыты подтвердили, что значение в , при котором в расширяющейся части образуется отрыв, существенно зависит от угла раствора и растет с увеличением у . [c.378] Вернуться к основной статье