ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Анализ нестационарных явлений в соплах Лаваля из "Исследования и расчеты турбин влажного пара " Если количество подведенного тепла при прочих равных условиях возрастает, то скачок уплотнения перемещается против потока, причем интенсивность его возрастает и достигает максимума в точке 5 (см. рис. 2-3). В дальнейшем интенсивность скачка уменьшается, точка пересечения перемещается в зону меньших чисел Ма (например, линия а пересекает линию Ь в точке 5) и в конечном итоге совпадает с точкой 1. При более интенсивном подводе тепла поток во всей зоне до точки 3 будет дозвуковым. Такие режимы могут быть реализованы только при внеш нем подводе тепла, когда интенсивность и количество подведепного тепла не зависят от изменения режима потока внутри сопла. [c.26] В потоках, подвод тепла к которым осуществляется в результате скачка кондеисации, некоторые рассматриваемые выше режимы не могут быть реализованы. Как только линия пересечения кривых достигнет точки 5 (см. рис. 2-3), произойдет уменьшение переохлаждения потока в зоне максимального ядрообразования. Это означает, что количество возникших ядер не будет достаточным для дальнейшей бурной конденсации пара, причина, вызвавшая появление скачка уплотнения, исчезнет и конденсация произойдет при больших числах Ма. [c.26] Таким образом, мы приходим к выводу о возникновении нестационарных режимов течения переохлажденного пара в соплах Лаваля. Следует отметить, что дозвуковые режимы типа а (см. рис. 2-3) в этом случае также не могуг быть получены. Действительно, в процессе возникновения скачка конденсации линия а будет перемещаться вверх, и при достижении положения а конденсация в этой зоне прекратится, возникнет нестационарный режим. Повышения давления до линии а не произойдет. Процесс конденсации сместится вниз по потоку. [c.26] В качестве примера на рис. 2-6 показаны интерферограммы одного периода нестационарного процесса возникновения скачка уплотнения в сопле Лаваля при спонтанной конденсации водяного пара во влажном воздухе. Схема и основные размеры сопла показаны на рис. 2-7. Там же построены кривые распределения относительного статического давления pjpm и относительной плотности двухфазной среды p/poi для нескольких промежуточных режимов одного периода при нестационарном потоке. Эти кривые получены путем расшифровки интерфе-рограмм, представленных на рис. 2-6 (кривая распределения давления за зоной спонтанной конденсации построена приближенно и служит только для качественного объяснения процесса). [c.26] Цифры IS соответствуют номерам режимов на рнс. 2-G. [c.28] Частота возникновения скачков уплотнения зависит от градиентов скоростей в сопле,. интенсивности подвода тепла, параметров потока и других величин. Приближенно началом нестационарных режимов можно считать точку пересечения кривых а п Ь (точка 5, рис. 2-3). Именно вблизи этой точки наблюдается максимальное ядрообразо-вание. Возникающий скачок уплотнения приводит к уменьшению переохлаждения потока, ядрообразо-вание прекращается. Причина, вызвавшая скачок, исчезает. [c.28] Здесь Vo — начальный объем в момент возникновения нестационарного скачка Сск и Ск — скорости перемещения скачка уплотнения и зоны спонтанной конденсации. [c.29] По формуле (2-36) можно подсчитать изменение интенсивности скачка во времени в различных сечениях сопла Ар. Теперь по формуле (2-29) можно определить поправку К(х), поскольку Ар х)=Ар. [c.29] В момент возникновения нестационарного режима (предельный подвод тепла к потоку в зоне спонтанной конденсации) линии а и Ь пересекаются в точке 5 (см. рис. 2-3). Интегрирование для этого режима производится до сечения Xq, где Рм1ш = 0, т. е. до сечения, где скачок уплотнения вырождается в волну сжатия функция (л ), равная а/с , достигает минимума]. Время одного периода будет равняться бесконечности (т=оо), а частота f равна нулю. [c.29] Вернуться к основной статье