Скачок конденсации косой

Особенность спектров на рис. 6-16, а и б заключается в том, что за точкой пересечения косых скачков линии возмущений не прослеживаются (как это имеет место при пересечении адиабатических скачков). Выше (см. 6-1) было показано, что непосредственно за скачком конденсации образуется волна разрежения. Возникновение волн разрежения объясняется тем, что за скачком конденсации течение должно быть конфузорным в соответствии с формой канала и давлением на выходе из сопла. Визуальные наблюдения также подтверждают наличие волн разрежения за скачком конденсации. Косые скачки конденсации после пересечения попадают в зону интерференции двух волн разрежения и здесь вырождаются. [c.155]

Рис. 3.4. Критические числа Маха для конфузорных решеток в зависимости от относительного шага и формы профиля. Схемы скачков конденсации в местных сверхзвуковых зонах и в косом срезе решеток при околозвуковых скоростях

Схемы спектров на рис. 3.5 подтверждаются фотографиями (см. рис. 3.16, а) и распределением давлений на спинке профиля (рис. 3.6,а). Отметим, что скачки конденсации 1 сохраняют практически неизменное положение в косом срезе при различных числах М]>1,1. В зоне скачка конденсации отмечается область повышения давления, за которой следует конфузорный участок, как и в одиночных соплах Лаваля. Как следует из рис. 3.6, положение и интенсивность конденсационного скачка существенно зависят от числа Рейнольдса. Аналогия с соплами Лаваля установлена при исследовании сверхзвуковых реактивных решеток с расширяющимися межлопаточными каналами (рис. 3.6,6). На эпюрах давлений прослеживаются скачки конденсации внутри межлопаточных каналов за минимальным сечением. Положение конденсационных скачков практически не зависит от режима течения в решетке в широком диапазоне отношений давлений ei = pi/po. Вместе с тем конденсационные скачки влияют на положение и интенсивность адиабатных скачков, возникающих на режимах перерасширения и недо-расширения. [c.78]

Хорошо известно [38], что интенсивность первичной и отраженной волн разрежения, внутренних и внешнего кромочных скачков зависит от числа Мц на выходе из решетки. При числах интенсивность первичной и отраженной волн разрежения оказывается достаточной для достижения предельного переохлаждения и, следовательно, появления скачка конденсации I (рис. 3.5,а). Последующее увеличение Mi практически не меняет положения конденсационного скачка внутренний кромочный II и отраженный III скачки перемещаются по спинке и приближаются к внешнему кромочному скачку IV. Выпуклый участок спинки профиля в косом срезе за скачком III генерирует распределенную волну разрежения J. На режимах M.iинтенсивность волн разрежения мала, поток не достигает предельного переохлаждения и скачок конденсации в пределах волн разрежения возникнуть не может. Внутренний кромочный и отраженный адиабатические скачки способствуют снижению переохлаждения за волнами разрежения. Поэтому, как указывалось выше, скачок конденсации I перемещается по потоку в область распределенной волны разрежения (рис. 3.5,6). Очевидно, что в двух рассмотренных случаях структура сверхзвукового потока в косом срезе существенно различная. Однако условия для конденсационной нестационарности в обоих случаях не возникают. Действительно, в первом случае (рис. 3.5, а) скачок конденсации располагается в первичной и отраженной волнах разрежения и фиксируется в пределах этой зоны, которая характеризуется весьма большими скоростями расширения. Слабо выраженная нестационарность скачка конденсации может быть обусловлена лишь пульсациями параметров потока непосредственно за выходными кромками лопаток (рис. 3.11). [c.98]

Основная идея теории В. А. Андреева и С. 3. Беленького — исследование прямых и косых скачков конденсации как тепловых скачков. Эта теория развита ими применительно к воздуху с небольшим содержанием водяных паров. Изменение массы газа в процессе конденсации считается пренебрежимо малым. Та же теория была применена М. Е. Дейчем [15] для влажного пара. В обоих случаях считается, что при прохождении через скачок полная энтальпия меняется. В уравнении энергии вместо плотности паровой фазы вводится плотность влажного пара. В результате этих допущений были получены простые зависимости между параметрами пара перед скачком и за ним. [c.133]

Таким же методом могут быть исследованы косые скачки конденсации [2]. Последние часто возникают при больших числах М и больших градиентах энтальпии. [c.138]

Скачок конденсации виден только в волне разрежения, образующейся в косом срезе сопла. При появлении на входе в сопло крупнодисперсной влаги положение и угол наклона скачка меняются, однако скачок не перемещается внутрь сопла. [c.153]

ВИЛО, косые скачки конденсации возникают в соплах, если пар на входе перегретый. При этом угол наклона скачка зависит от величины переохлаждения, т. е. от Mik. [c.155]

Расход массы переохлажденного пара через фронт косого скачка конденсации определяется из соотношения (рис. 6-20) [c.158]

Таким образом, система уравнений (6-13), (6-15), (6-16) и <6-17) описывает косой скачок конденсации (используются размерные значения скорости). Кроме того, к этой системе присоединяется уравнение Клапейрона — Клаузиуса [c.160]

Основное расчетное уравнение для косого скачка конденсации может быть получено следующим образом. Из уравнений неразрывности (6-14) и импульсов (6-15а) имеем [c.161]

Сильное решение для косого скачка конденсации имеет ограничение по максимальному значению комплекса Mi sin р . Это ограничение заключается в том, что при некоторых условиях увеличение давления в сильном скачке конденсации может быть столь значительным, что конечное состояние будет соответствовать сухому насыщенному пару ( 2=1). При этом соотношения для косого скачка конденсации совпадают с формулами для обычного адиабатического скачка. Максимальное значение числа Маха, при котором еще реализуется сильное решение, может быть определено следующим путем. При I из уравнения энергии и уравнения импульсов нетрудно получить [c.164]

Определение числа Mi, при котором реализуется сильный скачок конденсации, производится следующим образом. Для заданных параметров pi. Г, и р , принимая ряд значений Mi по формулам косого адиабатического скачка уплотнения, определим значение р2. Из таблиц водяного пара по значениям р2 находим i , и т. д. Графически строим правую и левую части уравнения (6-28) в зависимости от числа М]. Точка пересечения этих двух кривых даст максимальное значение Мь при котором для данных условий ри Рк) еще реализуется сильный скачок конденсации. [c.164]

Важной особенностью около- и сверхзвуковых режимов течения насыщенного или влажного пара в сопловых решетках является возникновение скачков конденсации в косом срезе. Для иллюстрации на рис. 11-17 представлены спектры течения слегка перегретого и влажного пара (по параметрам торможения на входе) в сопловой решетке. [c.309]

На рис. 11-18 представлено распределение давлений вдоль спинки профиля, полученное при различных значениях числа Рейнольдса и конечной влажности у. На графиках видно резкое повышение давления в месте возникновения скачка конденсации. На этом же рисунке приведена зависимость толщины пограничного слоя вдоль обвода спинки в косом срезе решетки от у и Rei. При возникновении скачка конденсации интенсивность последующего скачка уплотнения снижается в ре зультате толщина пограничного слоя на [c.311]

Исследование сопловых решеток, рассчитанных на сверхзвуковые скорости, подтвердило соображения об особенностях сверхзвуковых течений влажного пара. На рис. 11-19 представлено распределение давлений на спинке и вогнутой поверхности профиля решетки с расширяющимися каналами. На эпюрах давлений отчетливо видны скачки конденсации, расположенные на спинке в косом срезе. Скачки конденсации соответствуют диаграммной влажности (4- -5)%, подсчитанной по статическому давлению на спинке перед скачком. [c.312]

Некоторые результаты исследования активной решетки при сверхзвуковой скорости на перегретом и влажном паре представлены на рис. 11-21. Сопоставляя эти графики с распределением давлений в этой же решетке при дозвуковых скоростях (см. рис. 11-5), можно видеть, что с ростом числа М2 расслоение кривых, относящихся к различным начальным влажностям, уменьшается. Наиболее существенное различие в эпюрах наблюдается в косом срезе. Необходимо отметить, что распределение давлений по обводу профиля не позволяет сделать вывод о возникновении скачков конденсации в косом срезе. Таким образом, вопрос о существовании скачков конденсации в активных рабочих решетках остается открытым. [c.315]

На рис. 2-18 показаны также относительные изменения интенсивностей J рассеянного света, которые косвенно позволяют судить о количестве влаги, выпадающей в различных точках пространства за решеткой при изменении числа Ма. Учитывая, что интенсивность рассеянного света пропорциональна степени влажности и можно констатировать резкое уменьшение количества выпадающей влаги при Ма<0,95 и значительный рост влажности в ядре потока при Ма> 1,15ч-1,2, когда в косом срезе возникает скачок конденсации. [c.48]

Рис. 4-34. К выводу уравнений косого скачка конденсации.

Рис. 4-34. К выводу <a href="/info/761515">уравнений косого скачка</a> конденсации.

См. список литературы. Теоретическое исследование конденсационных скачков впервые было произведено С. 3. Беленьким. В работе Р. Германа дано решение для прямого скачка конденсации. В работе В. А. Андреева и С. 3. Беленького рассмотрен более общий случай косого скачка. Ф. Росс решил задачу о косом скачке конденсации с учетом йзм н нйй физически свойств газа. [c.188]

С помощью (4-43) по формулам (4-42) определяются угол косого скачка конденсации и угол отклонения потока [c.190]

При lволн разрежения оказывается недостаточной для достижения необходимого для конденсации переохлаждения, и конденсационный скачок I перемещается по потоку в зону, где на участке спинки J в косом срезе образуется распределенная волна разрежения (рис. 3.5,6). На рис. 3.5 обозначены II — внутренний адиабатный скачок 111 — отраженный скачок IV — внешний кромочный Х-образный скачок. [c.78]

Экспериментальным подтверждением возникновения автоколебательного процесса вблизи спинки в косом срезе следует считать амплитудно-частотные характеристики на рис. 3.17, измеренные в точке плоской (торцевой) стенки канала. Наиболее характерным является тот факт, что на перегретом и сухом насыщенном паре резонансные явления обнаруживаются при Mi =1,2 и соответственно при Ml = 1,3 в диапазоне частот /=400- -4000 Гц. То обстоятельство, что резонансное увеличение амплитуд зафиксировано как в перегретом, так и в сухом насыщенном паре, позволяем утверждать, что физическая природа этих явлений не связана со спонтанной конденсацией и периодическими перемещениями конденсационных скачков (т. е. с конденсационной нестационарностью). [c.100]

Рис. 4.4. Поля концентрации влаги в косом срезе решетки в зависимости от начального перегрева при спонтанной конденсации в скачках (M,i,= l,4) (расчеты

В последнее время для определения объемного паросодержания и скольжения была разработана методика расчета этих параметров через полное давление торможения, измеренное при помощи зонда, который был установлен в выходном сечении трубы с диафрагмой [73]. Примерно аналогичный зондовый метод был применен и для определения перегрева жидкой фазы Б конусной части сопла Лаваля. Между тем, как установлено теоретически и экспериментально [18], при взаимодействии зонда со сверхзвуковой пароводяной смесью происходит образование перед ним косого скачка уплотнения, в котором могут протекать и процессы конденсации, и процессы испарения капель. Неучет этого может привести к значительным погрепшостям в определении параметров смеси. По этой же причине этот метод также не может быть использован для определения параметров точно в критическом сечении. [c.168]

При дозвуковых скоростях (Ма = = 0,7) конденсация в каналах не обнаруживается, однако на спектре рельефно выделяются кромочные следы. При небольших сверхзвуковых скоростях (Ма = 1,2) вблизи горлового сечения в косом срезе отчетливо виден скачок I. Доказательством того, что данный скачок является конденсационным, служит [c.48]

Возможность распространения волн, генерируемых за сопловой решеткой, внутрь канала при сверхзвуковых скоростях объясняется двумя факторами 1) проникновением возмущений через дозвуковую область пограничного слоя, дестабилизированного и утолщенного под воздействием перемещающихся скачков, в косом срезе (М)<1,1) или в расширяющемся канале сверхзвуковой решетки 2) образованием перемежающихся дозвуковых областей в ядре потока под влиянием нестационарных скачков конденсации. Вместе с тем не исключен и более сложный механизм проникнове- [c.191]

Интенсивность скачка конденсации зависит также от его формы. Опытами подтверждено существование прямых, косых, мостообразных и криволинейных скачков конденсации, а также более сложных систем. Форма скачков в основном определяется начальными параметрами пара. Как пра- [c.154]

Выше указывалось, что с уменьшением перегрева скачок конденсации перемещается в область меньших чисел Mjk и угол наклона его возрастает. При этом переход от косого к прямому скачку происходит через мостообразный скачок конденсации (см. рис. 6-16,6), состоящий из двух косых и одного прямого скачка. Формально различие между мостообразным адиабатическим и конденсационным скачками состоит в том, что в последнем нет вторичных косых скачков, так как они гасятся в волнах разрежения. [c.156]

Рассмотрим результаты опытов на примере обтекания клина с углом 6 = 5°30 (см. рис. 7-8 и 7-9). С уменьшением начального перегрева, т. е. при появлении мелкодисперсной влаги, интенсивность скачка несколько уменьшается, что объясняется появлением в сопле скачков конденсации и снижением скорости перед скачком уплотнения (относительное статическое давление перед скачком увеличивается). Как видно из рис. 7-9, угол косого скачка при этом увеличивается. Однако скорость перед скачком снилсается более интенсивно, чем увеличивается угол скачка (см. кривую pilpo). Поэтому при повышении давления в скачке интенсивность скачка pilp при переходе из области перегретого пара в область влажного пара снижается, [c.187]

Далее необходимо определить форму и положение скачка конденсации в расширяющейся части сопла. Опираясь на опытные данные (см. гл. 6), 2ложно утверждать, что до некоторого минимального перегрева Яп-мин за горлом устойчиво существует система двух косых скачков конденсации (в осесимметричном сопле — конический скачок конденсации). Система замыкается двумя волнами разрежения (рис. 8-10). Начиная от точек выхода индуцированных конденсационными скачками волн Маха на стенки сопла (точки /л и т ), необходимо строить участки mN, rtiiNi, NL и N L стенок так, чтобы отраженные волны были частично или полностью погашены. Тогда за точками L я L течение будет равномерным. [c.223]

В гл. 6 было показано, что установить форму конденсационного скачка нетрудно, если определен угол Рк. При рк<ркт конденсационные скачки косые, а при рк> 3кт — мостообразные. Предельный случай прямого конденсационного скачка соответствует значительной начальной влажности (уо>0). Интенсивность образующейся за скачком конденсации волны разрежения зависит от положения и формы скачка. Опытами подтверждено, что первая граница (линия Маха) совпадает с фронтом скачка вблизи стенки, а положение второй границы определяется условием безотрывности течения за конденсационным скачком. Так как угол поворота стенки за скачком можно считать известным, то положение второй границы также определено. [c.223]

Скачки конденсации оказывают существенное влияние на распределение давлений на спинке в косом срезе. На рис. 11-19 видно, что скачок конденсации сдвигает по потоку адиабатический скачок уплотнения, возникающий в нерасчетном режиме в косом срезе на спинке профиля (или в межлопаточном канале при больщих /). Так, если на перегретом паре диффузорпый участок (скачок) начинается вблизи точки 11, то при течении влажного пара этот участок сдвинут к точке 9. Аналогично смещается диффузорный участок и в расчетном режиме (рис. 11 -19, б). [c.313]

Изменение числа Ма при постоянных начальных нарамет1рах пара приводит к перераспределению зон конденсации. При малых числах Ма конденсация в основном наблюдается в кромочных следах. При больших Ма, когда величина переохлаждения потока АГм — ЗО - -ЗЗ С, в косом срезе решеток возникает зона спонтанной конденсации ( скачок конденсации), при этом эпюры размеров капель и влажностей существенно выравниваются. С ростом числа. Ма и соответственно переохлаждения пара размер капель влаги уменьшается как в кромочных следах, так и в ядре потока. Это связано с уменьшением диаметра ядер конденсации и ростом общего числа капель. На рис. 2-18 представлено изменение радиусов капель в некоторых характб рных точках пространства за решеткой (рис. 2-17) в зави- [c.48]

Визуальные исследования решеток в поле оптического теневого прибора ИАБ-451 дают также возможность обнаружить возникновение скачков конденсации в косом срезе соплового канала. На рис. 2-19 представлены спектры течения слабо перегретого пара ( ДГ 2"С) в сопловых решетках С-9012А (г = 0,75 Акр = 0,035 01=12°) при четырех значениях числа Маха Ма = 0,7 1,2 [c.48]

Некоторые результаты исследования активных решеток при около- и сверхзву]со-вых скоростях в перегретом и влажном паре представлены на рис. 4-4. Здесь показаны эпюры распределения давлений, полученные при двух значениях числа Маха (0,7 и 1,2). Сопоставляя эти графики, можно видеть, что с ростом Ма расслоение кривых, относящихся к различной начальной влажности, уменьшается. Наиболее существенное различие в эпюрах распределения давлений при Ма=1,2 наблюдается в косом срезе. Необходимо отметить, что распределение давлений ио обводу профиля не позволяет сделать вывод о возникновении скачков конденсации в косом срезе, поэтому вопрос о существовании скачков конденсации в активных рабочих решетках остается открытым. [c.83]

Для описываемых опытов характерно то, что основная часть теплоперепада срабатывается на первом венце, и линия расширения пара пересекает зону Вильсона. При этом в косом срезе первого соплового аппарата возникает скачок конденсации. Однако градиент давления здесь велик, и дальнейшее расширение происходит при некотором переохлаждении и со скачком уплотнения [Л. 37]. На входе во второй венец всегда есть влага, но мелкие частицы вторичной влаги при больших числах Маха растут мепее интенсивно, и сепарация таких капель на поверхность сопловых и рабочих лопаток снижается. Уменьшение числа Ма приводит, наоборот, к уменьшению переохлаждения, увеличению времени конденсацип и появлению более крупных капель. Это влечет за собой повышение эффективности влагоудалення в зоне входной ]i выходной кромок рабочих лопаток. [c.172]

Рассмотрим некоторые результаты расчета спонтанно конденсирующегося пара в решетках при невысоких начальных давлениях и сверхзвуковых скоростях. Зона конденсации располагается в косом срезе межлопаточного канала, непосредственно за минимальным сечением, что иллюстрируется рис. 4.4, на котором приведены результаты расчета течений насыщенного и перегретого пара в сопловой решетке С-9012А в виде линий постоянных значений влажности г/(. Как видно, концентрация влаги растет вдоль косого среза до внешнего кромочного скачка уплотнения, в котором происходит некоторая подсушка потока. С ростом начального пере- [c.136]

Процесс возникновения дискретной фазы в межлопаточных каналах решетки носит флуктуационный характер и сопровождается появлением конденсационной турбулентности, интенсивность которой значительна. Хорошо известно, что в суживающихся каналах большой конфузорности происходит частичное или полное вырождение гидродинамической турбулентности в пограничных слоях, т. е. имеет место ламинаризация слоя. Процесс ламннари-зации ( обратного перехода) в пограничных слоях особенно интенсивен при околозвуковых скоростях, когда продольные отрицательные градиенты давления достигают максимальных значений. Ламинаризированный слой отрывается местными адиабатными скачками, и этот процесс сопровождается появлением жидкой фазы и турбулизацией слоя (генерируется конденсационная турбулентность). В результате отрыв слоя ликвидируется, вновь происходит ламинаризация слоя, появляется отрыв и т. д. Б соответствии с перемещениями зоны отрыва происходят перемещения скачка уплотнения по спинке профиля в косом срезе, что вызывает пульсацию термодинамических параметров — давления и температуры 48, 52, 53, 124]. Механизм генерации пульсаций параметров при конденсации в сопловых и рабочих решетках действует и при дозвуковых скоростях и вызывает опасные возмущающие силы. Таким образом, переход в зону Вильсона сопровождается специфическими нестационарными явлениями, в основе которых лежат флуктуационный механизм возникновения жидкой фазы и генерации конденсационной нестационарности, периодические отрывы пограничного слоя. В тех случаях, когда частота процесса конденсационной нестационарности близка или кратна частоте волн, возникающих при взаимодействии решеток, амплитуда пульсаций давлений (и температур) резко возрастает—имеет место резонанс и дополнительные возмущающие силы достигают опасного предела. [c.192]

На режимах с повышенным противодавлением среды (ек> >ea>Ei) коэффициенты потерь кинетической энергии возрастают незначительно, так как спектр течения в сопле практически сохраняется неизменным. Воздействие спонтанной конденсации проявляется только в том, что отношение давлений ек, при котором косые скачки размещаются в выходном сечении сопла, возрастает. При ек<ба<ет в расширяющейся части существует двухскачковая система, состоящая из конденсационного и адиабатного скачков последовательное торможение потока в двухскачковой системе приводит к уменьшению в этой группе режимов по сравнению с коэффициентами в однофазной среде. [c.225]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...