Сопло Лаваля, профилирование

Примерами использования метода характеристик могут служить а) расчет профилированной сверхзвуковой части сопла Лаваля с равномерным полем параметров на выходе, рис. 14.5, а (расчет разгонного в пучке характеристик В АВ и выравнивающего АВС участков с замыкающей прямолинейной характери-48 [c.275]

Опытами показано, что нестационарные (автоколебательные) режимы течения переохлажденного пара в соплах Лаваля устраняются специальным профилированием и, в частности, выполнением углового излома в минимальном сечении, т. е. организацией центрированных волн разрежения, скорость расширения в которых велика (см. гл. 4, 6 и 61]). Выходные кромки решетки с суживающимися каналами по существу и являются такими угловыми точками, способствующими локальному увеличению скорости расширения в области сверхзвуковых скоростей Mi>l,10 вблизи горлового сечения, т. е. служат стабилизаторами, препятствующими появлению конденсационной нестационарности. Аналогичный вывод можно сделать для режимов Miволны разрежения. Условия для возникновения конденсационной нестационарности в косом срезе изолированной сопловой решетки в этом случае также отсутствуют (рис. 3.5,6). Перемещение конденсационного скачка возможно [c.98]

Ниже рассматриваются результаты, полученные при исследовании обтекания клина и вогнутого угла, образованного на стенке сопла Лаваля, при изменении числа М[, величины перегрева и начальной влажности. Схема эксперимента иллюстрируется на рис. 7-8, где показано также распределение давлений в профилированном сопле Лаваля при различных параметрах потока на входе. Отметим, что при такой постановке эксперимента меняется дисперсность жидкой фазы, так как при Я >0 влага перед клином мелкодисперсная, а при уо>0 — крупно-и мелкодисперсная. Следовательно, кривая I на рис. 7-8 соответствует обтеканию клина потоком с крупными и мелкими каплями, а кривые 2—6 — потоком с мелкими каплями. Кривая 7 характеризует обтекание клина потоком перегретого (переохлажденного) пара. [c.187]

Профилирование сопла Лаваля как на перегретом, так и на влажном паре включает следующие операции 1) определение минимального (критического) сечения, обеспечивающего при заданных начальных параметрах номинальный расход 2) построение суживающейся части сопла с возможно более равномерным потоком в минимальном сечении или, что эквивалентно, возможно менее отличающейся от плоскости звуковой поверхностью 3) построение расширяющейся части сопла, где осуществляется дальнейшее расширение пара до заданного числа М на выходе и обеспечивается равномерное поле скоростей. [c.220]

Профилирование расширяющейся части осуществляется обычным методом по диаграмме характеристик, построенной для перегретого пара (или аналитически). В большинстве случаев расширяющаяся часть сопла Лаваля на малые числа М выполняется конической. [c.221]

Резюмируя, отметим, что уменьшение перегрева и переход к крупнодисперсной влаге существенно меняют энергетические характеристики сопл Лаваля. Вместе с тем специальное профилирование сопл (см, 8-4) для влажного пара дает заметные преимущества в расчетных и нерасчетных режимах потери в таких соплах вблизи расчетного режима уменьщаются на 15—20% по сравнению с соплами, построенными для перегретого пара (рис. 8-21). [c.236]

Координаты профилированной расширяющейся части сопла Лаваля (для 6=1,4) [c.157]

Входное устройство (воздухозаборник) внутреннего сжатия представляет собой профилированный канал, вначале сужающийся, а затем расширяющийся, напоминающий сопло Лаваля (рис. 9. 10, а). В идеальном случае, т. е. при изэнтропическом торможении сверхзвукового потока и при отсутствии пограничного слоя, оно работает следующим образом. В сужающейся (сверхзвуковой) части канала происходит торможение сверхзвукового потока в волнах сжатия бесконечно малой интенсивности, и на расчетном режиме в наименьшем сечении канала г — г, называемом горлом , скорость достигает скорости звука. Далее в расширяющейся (дозвуковой) части канала происходит дальнейшее торможение дозвукового потока. Следовательно, идеальный воздухозаборник с [c.263]

Рис. 8.15, Профилирование сверхзвукового сопла волны разрежения в сверхзвуковой части сопла Лаваля (а) и построение процесса в диаграмме характеристик (б) сверхзвуковое сопло с угловой точкой в критическом сечении (в)

Рис. 8.15, Профилирование <a href="/info/829">сверхзвукового сопла</a> <a href="/info/23308">волны разрежения</a> в сверхзвуковой части <a href="/info/828">сопла Лаваля</a> (а) и построение процесса в <a href="/info/203125">диаграмме характеристик</a> (б) <a href="/info/829">сверхзвуковое сопло</a> с <a href="/info/358102">угловой точкой</a> в критическом сечении (в)

Дросселирующий и запорный орган клапана состоит из профилированного золотника, упрочненного наплавкой. Седло клапана, выполненное в форме сопла Лаваля, также имеет упрочняющую наплавку. Наплавки золотника и седла клапана выполнены из сплава аустенитного класса, обладающего повышенными антикоррозионным и анти-эрозионным свойствами, достаточной твердостью и стойкостью против задирания. Корпус и крышка клапана изготовляются из литых и штампованных заготовок из теплостойкой стали, шток клапана из легированной стали с нанесением поверхностного антикоррозионного покрытия методом азотирования, втулки—из углеродистой стали. Во втулку вставлен бронзовый вкладыш. Шток клапана име- [c.53]

В развитие результатов, описанных в Главе 4.11, работы по оптимальному профилированию сопел велись в ЛАБОРАТОРИИ в нескольких направлениях. Применительно к классическим соплам Лаваля программы оптимального профилирования сверхзвуковых частей были дополнены предварительным построением изэнтроп газов с реальной термодинамикой. Расчеты с их использованием показали, что замена реального газа совершенным, со средним показателем адиабаты, определенным по критическим и близким к выходным давлениям и плотностям, практически не сказывается на результатах оптимального профилирования. Наряду с профилированием в предположении плоской поверхности перехода, использовались реальные неравномерные распределения параметров в минимальном сечении, полученные установлением по времени. Было показано, что учет неравномерностей параметров в критических сечениях обычно используемых сопел при профилировании сверхзвуковых частей также практически не сказывается форме оптимальных контуров. [c.364]

Подробно рассмотрено современное состояние теории и практики сопла Лаваля — наиболее традиционного и типичного объекта трансзвуковой аэродинамики. В последнее время здесь был получен ряд новых результатов, разработаны различные методы численного решения, в том числе — для коротких (крутых) сопел, сопел с прямой звуковой линией, с изломом контура и Т.д. Предложена задача профилирования контура сопла (в корректной постановке) с монотонным распределением скорости вдоль стенки, что обеспечивает адекватность модели идеального газа при достаточно больших значениях чисел Рейнольдса. Достигнуто понимание относительно [c.7]

В теории сопла Лаваля различают две основные задачи — задачу профилирования контура сопла, удовлетворяющего ряду технических требований, и прямую задачу, целью которой является определение параметров потока в канале заданной формы. Хотя постановка обеих задач ввиду нелинейности уравнений производится применительно к соплу в целом, определяющее воздействие на все течение оказывают решения этих задач в М-области, которая в прямой задаче отыскивается в процессе решения. [c.81]

Прямая задача сопла Лаваля состоит в определении поля скоростей в канале заданной формы. Ее решение имеет разнообразные технические применения, в частности, позволяет судить о качестве профилирования и изготовления контура сопла. Большую важность представляют математические исследования корректности задачи — вопросов существования, единственности и непрерывной зависимости решения прямой задачи от граничных условий. По существу, это вопросы адекватности модели идеального газа, применяемой (в комбинации с теорией пограничного слоя) для описания реального движения газа. Они освещают условия реализуемости стационарного безотрывного течения, его устойчивость и независимость от процедуры запуска сопла, свойство течения быть непрерывным или иметь скачки уплотнения. По большинству названных проблем в настоящее время получены лишь отдельные результаты, тем [c.81]

С целью формулировки задачи профилирования сопла вспомним (см. 1), какими геометрическими свойствами в плоскости годографа обладает область определения решения, описывающего дозвуковое течение в сопле Лаваля с прямой звуковой линией. [c.90]

При профилировании сопел Лаваля и сопловых лопаток турбин наиболее предпочтительной оказалась схема с плоской звуковой поверхностью. Однако для осесимметричного потенциального течения было доказано [151], что звуковая поверхность, совпадающая с характеристической, может быть только плоскостью, ортогональной оси симметрии. Поэтому если использовать схему, в которой дозвуковое и сверхзвуковое течения независимы друг от друга, то обязательно придется конструировать дозвуковой участок канала с плоской звуковой поверхностью, ортогональной оси клапана. В этом случае дозвуковой частью канала является контур кольцевого сопла Лаваля с плоской звуковой поверхностью. [c.104]

Сопло Лаваля. Численные методы решения задачи профилирования и прямой задачи [c.115]

Проверка производилась в численном эксперименте путем решения прямой задачи сопла Лаваля в спрофилированных соплах методом второго порядка точности, изложенным в, 7-10. В качестве исходных данных брались координаты спрофилированных сопел получаемое распределение скорости вдоль стенки сопла сравнивалось с тем, которое служило исходным при решении задачи профилирования. Проверка проводилась для широкой серии контуров сопел и во всех случаях было получено хорошее совпадение. [c.121]

При профилировании сопла Лаваля путем решения корректной краевой задачи в плоскости годографа , никаких ограничений на высоту прямоугольника o не накладывается. В плоскости годографа угол наклона разгонного участка может быть задан любым положительным числом. Если взять o > 7г/2, то после отображения решения в физическую плоскость получится сопло со впадиной на дозвуковом участке контура. При этом, по построению, вдоль стенки сопла скорость либо постоянна, либо монотонно возрастает. На рис. 4.3 приведен контур дозвукового участка сопла с прямой звуковой линией при o = Зтг/4, го = 0,008 [8Г. [c.121]

Рассмотрим случай обтекания бесконечного клина струей с дозвуковой или звуковой скоростью на границе, когда критическая линия тока разветвляется в его вершине. Этот режим может реализоваться лишь при определенном (заранее неизвестном) соотношении геометрических параметров. Задача решается в плоскости годографа численным методом [80], развитым применительно к проблеме профилирования сопла Лаваля. Решение несимметричной задачи, полученное в плоскости годографа, может [c.300]

В рамках обратной задачи рассчитать сопла Лаваля с прямолинейной поверхностью перехода достаточно просто. В случае плоских и осесимметричных течений необходимо и достаточно для обеспечения прямолинейной звуковой линии задать на оси симметрии распределение скорости, имеющее равную нулю первую производную в центре сопла (центр сопла — точка на оси симметрии, где скорость равна скорости звука). Практический интерес к соплам с прямолинейной звуковой линией связан с профилированием сопел аэродинамических труб и сопел реактивных двигателей. Сверхзвуковую часть таких сопел можно профилировать независимо от дозвуковой, поскольку прямолинейная звуковая линия является одновременно и характеристикой первого и второго семейств. [c.136]

Рис. 6-16. Спектр волн разрежения в профилированном сопле Лаваля (а) и построение процесса в диаграмме характеристик (б).

Рис. 6-16. <a href="/info/239131">Спектр волн</a> разрежения в профилированном сопле Лаваля (а) и построение процесса в диаграмме характеристик (б).

Проточная часть сопел с центральным телом (рис, 5.25, а) образуется обечайкой и специально профилированным центральным телом. В отличие от сопел Лаваля расширение сверхзвукового потока газа в них происходит в основном во внешнем контуре сопла, ограниченном лишь с одной стороны обводами центрального тела. Указанное обстоятельство обеспечивает эффективную работу таких сопел в широком диапазоне перепадов давлений газа. [c.267]

Сопла с центральным телом или кольцевые сопла находят применение как в ракетной, так и авиационной технике. Отличие этих сопел от рассмотренных выше осесимметричный конических сопел или сопел Лаваля заключается в кольцевой (или щелевой) форме критического сечения сопла вместо круглой формы. В ракетной технике сопла с центральным телом используется для уменьшения габаритов и веса реактивных двигателей [5], [64]. В авиационной технике в ряде случаев, например, при использовании двигателей с большой степенью двухконтурности без смешения потоков в контурах наличие центрального тела в вентиляторном (внешнем) контуре является неотъемлемым атрибутом двухконтурных сопел (рис. 2.1 ). Схемы сопел с центральным телом, приведенные на рис. 2.1, 2.3, 2.5-2.7 показывают, что они могут быть как круглыми, так и плоскими, с прямым или наклонным (рис. 2.1 в) критическим сечением, с профилированным (рис. 2.1) или коническим (рис. 2.5) центральным телом, без внешней (рис. 2.16) или с внешней (рис. 2.1 в) обечайкой, с укороченной 2.16) или полной длиной (рис. 2.1 е) центрального тела, симметричными (рис. 2.16) или несимметричными (рис. 2.1 е) и т. д. [c.175]

На рис. 8.24 изображена схема эжекторного сопла с регулируемыми створками центрального сопла, обеспечивающими плап-ный переход сужающегося канала к соплу Лаваля, и соответствующим регулированием створок профилированной обечайки. [c.452]

Представляет также интерес торможение газовых потоков. Из выводов 1 и 2 следует, что дозвуковой поток можно затормозить расширяющейся трубой (диффузором), а для сверхзвукового потока эту роль выполнит сужающаяся труба. Опыт показывает, что в последнем случае поток газа неустойчив и в нем легко возникает система косых и прямых скачков уплотнения, в которых и происходит торможение. Скачки уплотнения представляют собой поверхности, при переходе через которые происходит разрыЕ)-ное (скачкообразное) изменение параметров газового потока. Поскольку, как мы увидим ниже, скачки уплотнения сопровождаются потерями энергии, возникает вопрос о таком профилировании трубы, которое обеспечило бы системы скачков с минимальными потерями. Функцию устройства, осуществляющего торможение сверхзвукового потока и преобразование его в дозвуковой, может выполнить труба той же конфигурации, что и сопло Лаваля, которая, однако, в данном случае является сверхзвуковым диффузором. [c.421]

В ЛАБОРАТОРИИ наряду с соплами Лаваля серьезное внимание уделялось профилированию сопел других схем. К ним относятся плоские и осесимметричные сопла с центральным телом и наклонной ( прикрытой ) обечайкой [38, 39], ультракороткие кольцевые сопла с центральным телом и с потоком в минимальном сечении, направленным к оси симметрии, а также тарельчатые сопла со звуковым потоком, направленным от оси симметрии ([40, 41] и Глава 4.17). Помимо прочего, интерес к таким соплам обусловлен их авторегулируемостью. Последняя обеспечивается автоматическим уменьшением интенсивности пучка волн разрежения, возникающего при обтекании обечайки на перепадах, меньших расчетного. Данное свойство важно для сопел двигателей, работающих в широком диапазоне перепадов давления. [c.366]

Впервые для реальных габаритов плоского аналога тарельчатого сопла решение задачи его оптимального профилирования дано в [40] с помощью ОММЛ. Было установлено, что при разумных габаритах в случаях, когда направление звукового потока отличается от направления тяги на величину порядка 90°, начальный (примыкающий к звуковой поверхности) участок оптимального контура образуется звуковой линией тока. По тому же принципу в [41] и в Главе 4.17 выполнено оптимальное профилирование оптимальных тарельчатых сопел. Показано, что тарельчатые сопла умеренных размеров, оптимально спрофилированные для равномерного звукового радиального потока, при работе в пустоте имеют потери тяги, не превышающие 1%, и превосходят оптимально спрофилированные сопла Лаваля и кольцевые сопла с таким же равномерным, но осевым потоком в критическом сечении. [c.367]

В монографии изложены результаты иееледований в облаети теоретической и вычислительной трансзвуковой аэродинамики. Помимо общих вопросов трансзвуковой теории рассматриваются следующие проблемы фундаментально-прикладного характера трансзвуковое вихревое течение за отошедшей ударной волной образование и свойства висячих скачков уплотнения обтекание профиля крыла при больших дозвуковых скоростях полета, в частности, профилирование докритического крыла профилирование сопла Лаваля в корректной постановке и прямая задача сопла струйное трансзвуковое обтекание теория осесимметричных трансзвуковых течений некоторые вопросы, актуальные для пространственных течений. [c.2]

Сопло с плоской поверхностью перехода через скорость звука. Практический интерес к соплам с прямолинейной звуковой линией связан с профилированием сопел аэродинамических труб и реактивных двигателей. Сверхзвуковую часть в этом случае можно профилировать независимо от дозвуковой, поскольку прямолинейная звуковая линия является одновременно характеристикой и первого и второго семейств. Задать арпоп контур сопла, обеспечивающий прямолинейную звуковую линию, практически невозможно. Для этого необходимо и достаточно, чтобы в минимальном сечении контур сопла и все линии тока имели нулевые первые, вторые и третьи производные [239] С другой стороны, в рамках обратной задачи сопла Лаваля с прямолинейной линией перехода рассчитываются достаточно просто. В случае плоских или осесимметричных течений для этого необходимо и достаточно задать на оси симметрии распределение скорости, имеющее равную нулю первую производную в звуковой точке, например, в виде [c.147]

В приближении идеального (невязкого и нетеплопроводного) газа исследуется влияние на интегральные характеристики и на форму профилированных сверхзвуковых частей плоских и осесимметричных сопел Лаваля выбора образуюш ей их дозвуковых участков. Сравниваются сопла с плавным входом "и с внезапным сужением "при одинаковых расходах и габаритных ограничениях на все сопло, а не только на его сверхзвуковую часть. В такой постановке, согласно [1], у сопел с внезапным сужением при течении в них идеального газа следует ожидать лучп1ие характеристики. Это подтверждается результатами выполненных расчетов. [c.512]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...