Сопло Лаваля сверхзвуковое

Сопло Лаваля сверхзвуковое 143—150, 153, 154, 203 [c.596]

Сопло Лаваля (сверхзвуковое сопло] [c.255]

Если в дозвуковом потоке давление в задней кормовой части профиля восстанавливается и создает силу, противодействующую главному вектору сил давлений в передней лобовой части профиля, то при сверхзвуковом обтекании такого уравновешивания не происходит. В кормовой расширяющейся области течения имеет место явление, подобное наблюдаемому в сопле Лаваля сверхзвуковой поток при расширении ускоряется, давление в кормовой части не восстанавливается, а продолжает уменьшаться, что приводит к дополнительной отсасывающей силе, направленной вниз по потоку. Таким образом, в отличие от дозвукового потока, главные векторы сил давления по лобовой и кормовой части поверхности профиля друг друга не уничтожают, а, наоборот, складываются. образуя суммарную силу волнового сопротивления. [c.221]

Для полетов со сверхзвуковой скоростью могут применяться прямоточные воздушно-реактивные двигатели несколько иной конструктивной схемы (рис. 15.48). При движении летательного аппарата со сверхзвуковой скоростью с такой же скоростью воздушный поток входит в диффузор, представляющий собой сопло Лаваля . Сверхзвуковой поток сначала будет тормозиться в сужающейся части канала. Скорость потока воздуха в самой узкой части диффузора равна местной скорости звука. При торможении давление воздуха повышается. В расширяющейся части диффузора происходит дальнейшее торможение газового потока, в результате чего его давление продолжает увеличиваться, а скорость становится дозвуковой. После диффузора воздушный поток поступает в камеру сгорания. В камере сгорания происходит смешение топлива с воздухом и его сгорание. Температура и внутренняя энергия газа увеличиваются. Из камеры сгорания газовый поток направляется в комбинированный канал (сопло Лаваля). В сужающейся части сопла газовый поток в результате расширения ускоряется и в минимальном сечении его скорость становится равной местной скорости звука. В дальнейшем расширение газа происходит уже в расширяющейся [c.459]

В сверхзвуковом сопле, называемом соплом Лаваля, газовый поток преобразуется таким образом, что скорость истечения становится больше скорости звука [c.143]

Рассмотрим сверхзвуковое нерасчетное истечение из сопла Лаваля, когда Ра > Ра. На значительном удалении от сопла давления в струе и в атмосфере должны уравняться. В связи с этим давление в струе по мере удаления от выходного отверстия сопла постепенно уменьшается, скорость газа возрастает и поперечное сечение сверхзвуковой струи увеличивается (рис. 4.4). Опыт показывает, что при этом происходит перерасширение струи, т. е. в некотором наиболее широком сечении струи устанавливается давление ниже атмосферного Ра < Рв- После этого струя начинает сужаться, так как давление должно приблизиться к [c.150]

Геометрическое сопло, т. е. известное сопло Лаваля, представляет собой канал, в котором только за счет придания ему соответствующей формы можно осуществить переход от дозвуковой скорости к сверхзвуковой. В этом частном случае чисто геометрического воздействия на поток dF Ф Q) отсутствуют прочие воздействия, т. е. не меняется расход газа (dG = Q), нет обмена теплом и работой с внешней средой (й вар = 0, dL.= 0) и нет трения. (dL,p = 0). - [c.203]

Не останавливаясь вторично на исследовании течения в сопле Лаваля, напомним только, что ускорение потока в дозвуковой части сопла Лаваля (М<1) получается путем сужения канала dF < 0), но, начиная с критического сечения (М = 1), для получения сверхзвукового потока и дальнейшего его ускорения приходится изменять знак воздействия, т. е. расширять канал (dF>Q). [c.204]

Рис, 7.38. Отношение площадей максимального и изобарического (штриховые линии) сечений нерасчетной сверхзвуковой струи к площади критического сечения сопла Лаваля, /с = 1,4 [c.421]

Структура потока газа в узкой части сверхзвукового сопла Лаваля зависит от формы сопла и в первую очередь от двух факторов угла конусности сужающейся части и относительной кривизны стенок в области узкого сечения. [c.432]

Нашли применение сопла, названные ирисовыми (рис. 8.25). Регулируемые створки ирисового сопла перемещаются в продольных направляющих, расположенных в конце форсажной камеры двигателя. В крайнем выдвинутом положении (рис. 8.25, а) створки создают сужающийся канал плавной формы. В убранном положении рис. 8.25, б они образуют сопло Лаваля с относительно небольшим расширением на выходе (fa/f р 1,3—1,4). При дозвуковых режимах полета потери тяги в ирисовом сопле вдвое меньше, чем в эжекторном, а на максимальной сверхзвуковой скорости полета (при включенной форсажной камере) вдвое больше (из-за недостаточного расширения сверхзвуковой части сопла). [c.452]

Скорость течения в каналах двигателя (в частности, перед компрессором и перед камерой сгорания) обычно должна быть значительно ниже скорости звука, вследствие чего внутренний канал сверхзвукового диффузора, куда воздух попадает из входного отверстия, делается расширяющимся. Но если во входном отверстии скорость равна критической, то такой канал может работать и как расширяющаяся часть сопла Лаваля с образованием сверхзвукового течения, завершаемого дополнительным скачком уплотнения. [c.471]

С приближением к критическому режиму увеличение скорости течения на выходе из камеры не происходит непрерывно при достижении Xj = 1 скорость смеси изменяется скачкообразно от дозвуковой (Хз) до сверхзвуковой (1/А.з), минуя некоторую-область околозвуковых режимов, подобно тому как изменяется скорость потока на выходе из сопла Лаваля при постепенном увеличении перепада давлений. Это можно видеть на фотографиях потока в начальной части смесительной камеры (рис. 9.9 и [c.530]

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]

Рис. 14.5. Расчет сверхзвуковой части сопла Лаваля а) сопло с равномерным полем параметров в выходном сечении, 6) сопло максимальной тяговой составляющей

Такое сопло называется по имени изобретателя соплом Лаваля. Суживающаяся часть работает при дозвуковой скорости хш а а), а расширяющаяся — при сверхзвуковой скорости (ш > а). В наименьшем сечении сопла Лаваля скорость потока равна местной скорости звука. [c.136]

Сопла Лаваля находят широкое применение для получения сверхзвуковых потоков газов и паров в паровых и газовых турбинах, в реактивных двигателях и т. д. [c.314]

Важное практическое значение имеют условия непрерывного перехода через критическое состояние. Необходимым условием для непрерывного перехода через критическое состояние (через звуковую скорость) является наличие в трубе экстремального сечения, в котором dS = 0. Тогда при М = 1 в этом сечении du/dx может иметь конечное значение, т. е. переход дозвукового потока в сверхзвуковой может быть осуществлен только в трубе с минимальным сечением (рис. 11.2, а). В такой трубе, получившей название сопла Лаваля, дозвуковой поток ускоряется в сужающейся части (конфузоре) и, если минимальное (критическое) сечение надлежащим образом рассчитано, то в нем достигается звуковая скорость, а в расширяющейся части происходит дальнейшее ускорение уже сверхзвукового потока. [c.420]

Ро летят с той же скоростью, с какой вверх по течению распространяется малая волна понижения давления. В связи с этим при е < давление на срезе сопла остается постоянным, равным критическому давлению чем и обусловливается постоянство массового расхода. Из изложенного следует, что с помощью сужающегося сопла нельзя достичь сверхзвуковой скорости истечения никаким изменением внешнего давления, но этого можно достичь применением сопла Лаваля. [c.424]

Получение сверхзвуковых скоростей в сопле Лаваля является только одним из возможных способов ускорения газового потока. Л. А. Вулисом обоснованы также методы получения сверхзвуковых скоростей в цилиндрических каналах путем изменения расхода вдоль течения и путем подвода или отвода тепла. Основы этих методов изложены в работах [8, 16]. [c.430]

Сверхзвуковые потоки тормозятся, как известно, в сужающихся каналах. Поэтому для непрерывного торможения сверхзвукового потока может быть использован канал той же конфигурации, что и сопло Лаваля, называемый в этом случае сверхзвуковым диффузором. Действительно, в сужающемся канале скорость сверхзвукового потока уменьшается, и если горло надлежащим образом рассчитано, то в нем устанавливается критическая скорость. Тогда в расширяющейся части происходит дальнейшее торможение дозвукового потока. Такой диффузор называется идеальным, однако он представляет собой только принципиальную теоретическую схему, реализовать которую на практике не удается. Трудность состоит в том, что сверхзвуковой поток в сужающемся канале является неустойчивым и под влиянием даже малых возмущений насыщается скачками уплотнений. В зависимости от формы сужающейся части система прямых и косых скачков может быть более или менее сложной, но во всех случаях является источником особых, так называемых волновых потерь энергии. Поэтому возникает задача управления системой скачков с целью сведения потерь к минимуму. Этого удается добиться приданием стенкам сужения особой формы, при которой в горле устанавливается скорость, близкая к критической. Таким образом, суммарные потери в сверхзвуковом диффузоре включают в себя помимо потерь вязкостного происхождения также волновые потери, связанные с образованием скачков уплотнения. Достаточно подробное изложение современных результатов исследования газовых диффузоров можно найти в [8]. [c.431]

Важное практическое значение имеет вопрос об условиях непрерывного перехода через критическое состояние. Нетрудно заключить, что такой переход дозвукового потока в сверхзвуковой может быть осуществлен только в трубе с минимальным сечением (рис. 206, а). В такой трубе, получившей название сопла Лаваля, дозвуковой поток ускоряется в сужающейся части (конфузоре), и если минимальное (критическое) сечение надлежащим образом рассчитано, то в нем достигается звуковая скорость, а в расширяющейся части происходит дальнейшее ускорение уже сверхзвукового потока. Очевидно, такое преобразование дозвукового потока в сверхзвуковой невозможно в трубе с максимальным сечением (рис. 206, б), так как дозвуковой поток, поступающий в расширяющуюся часть (диффузор), тормозится в ней и в экстремальном сечении имеет не только не звуковую, но даже меньшую, чем на входе, скорость. В сужающейся части поток снова ускоряется, однако звуковая скорость может быть достигнута только в выходном сечении. Представляет также интерес вопрос о торможении газовых потоков. Нз следствий 1 и 2 уравнения Гюгонио следует, что дозвуковой поток можно затормозить рас-444 [c.444]

При создании разнообразных машин и аппаратов приходится встречаться с необходимостью ускорить газовый поток от нулевых или малых скоростей до сверхзвуковых. Из 4 известно, что этого можно достигнуть с помощью сопла Лаваля, схема которого показана на рис. 206, а. Здесь мы рассмотрим несколько более подробно режимы работы этого сопла и его элементарный расчет на основе одномерной теории. [c.452]

Рассмотрим эжектор, в котором происходит смешение газовых струй совершенного газа. С ростом отношения давлений торможения Р р, а также при снижении противодавления на выходе из диффузора в сечении 54 (см. рис. 52) скорость газов на входе в камеру увеличивается. При определенных соотношениях указанных параметров скорость высоконапорного (эжектиру-ющего) газа, если сопло суживающееся, становится звуковой, = 1, или, если в эжекторе для этого газа применено сопло Лаваля, сверхзвуковой, когда = А,расч > 1, где .расч — расчетное значение коэффициента скорости на срезе сопла. Дальнейшее повышение ррр или Рй/Р4, где р — давление покоящегося газа далеко перед соплом, не может изменить этой величины При некотором значении р /р в горле сопла достигается скорость звука и, начиная с этого момента, расход в эжектирующей струе становится критическим. В этом случае статические давления на входе в эжектирующей и эжектируе-мой струе могут быть различными и в соответствии с этим коэффициент скорости Х можно задавать, вообще говоря, произвольно. Из экспериментов, однако, известно, что существует [c.118]

В то же время, в начале 30-х годов, стали исследовать течение с переходом через скорость звука. Такие течения были названы околозвуковыми, или трансзвуковыми они имеют области с местными числами М > 1 и М С 1. В 1930—1932 гг. удалось построить потенциальное течение с местной сверхзвуковой зоной (Тейлор — 1930, Франкль — 1932). До этого такой тип течения обнаружил Т. Майер в сопле Лаваля сверхзвуковая область ограничивалась стенками сопла и линией перехода от до- к сверхзвуковым скоростям (звуковая линия). Т. Майер же поставил соответствующие опыты, которые повторили позднее Т. Стентон (1930) и С. Хукер (1931). [c.319]

Согласно Эрделаи, воздействие силового потока на молекулы состоит в том, что при движении в направлении, совпадающем с вектором ускорения, полная энтальпия молекул возрастает. Если молекула перемещается в противоположную сторону, полная энтальпия убывает. Все это приводит к соответствующему полю температуры, вычисленному по выражению (4.7). Скорость истечения из завихрителя при использовании сверхзвукового сопла Лаваля [c.153]

Для получения скоростей истечения выше критических (сверхзвуковые скорости) применяется расширяющееся сопло, или сопло Лаваля (рис. 77). В минимальном сечении сопла Лаваля скорость движеш1Я газа равна к )нти- [c.211]

Введем систему координат, связанную с соплом (рис.Ьа) Известен контур сверхзвуковой части сопла Лаваля (он шлвг быть задан как ана- [c.20]

Другая область работы сопла Лаваля отвечает тому случаю, когда площадь выходного отверстия превосходит расчетную, т. е. когда величина полного давления недостаточна для того, чтобы получить на выходе атмосферное давление. На этом режиме сопло Лаваля заполнено сверхзвуковым потоком до самого среза, а давление на срезе получается ниже атмосферного, т. е. сопло раоотает с перерасширением. При выходе струи в атмосферу в [c.154]

Точно так же ведет себя сверхзвуковая эжектирующая струя, вытекающая из сопла Лаваля, если в эжекторе применено сверхзвуковое сопло с неполным расширенпем. В этом случае скорость газа на срезе сопла соответствует Ai = iip>l, где 1 р — расчетная величина скорости для данного сопла Лаваля, определяющаяся отношением площадей выходного и критического сечений. [c.498]

Возникает вопрос, на какое отношение давлений должно быть рассчитано сверхзвуковое сопло, чтобы полное давление смеси газов было наивысшим Это можно установить исходя из того, что при оптпмальном сопле площадь эжектируюш ей струи в сечении запирания будет наименьшей для заданного расхода и начальных параметров газов. Из теоретических и экспериментальных исследований нерасчетных сверхзвуковых струй известно, что максимальная площадь первой бочки струи будет тем меньше, чем меньше избыточное статическое давление на срезе сопла, т. е. чем меньше степень нерасчетности. Поскольку максимальная площадь первой бочки свободной струи всегда больше площади выходного сечения идеального сопла Лаваля, то естественным был бы вывод о том, что площадь струи в сечении запирания будет наименьшей, если степень расширения сверхзвукового сопла эжектирующего газа будет соответствовать располагаемому отношению давлений [c.537]

На практике приходится решать смешанные стационарные задачи, когда в поле течения имеются области как дозвукового, так и сверхзвукового потока. Такого рода задачи возникают при внешнем сверхзвуковом обтекании затупленных тел с отошедшей ударной волной, во внутреннем течении в сопле Лаваля и в других каналах. В этом случае математическая модель имеет наиболее сложный вид — течение газа описывается системой квазилинейных уравнений в частных производных, имеющей смешанный эллиптико-гиперболический тип. При этом положение поверхности перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому заранее неизвестно. Расчет таких течений является затрудни- [c.267]

Следующий пример расчета относится к течению сверхзвукового потока в плоском несимметричном сопле, применение которого возможно на гиперзвуковом летательном аппарате. Такое сопло имеет преимущество перед соплом Лаваля на режимах перерасширения, когда давление в окружающей среде больше давления на срезе сопла (см. гл. VIII, 2). Рассматривается плоское сопло с частично внутренним расширением с прямолинейной обечайкой. На расчетном режиме число М на входе в сопло равно Ми = 2, на срезе сопла Ма = 4 и отношение полного давления на входе в сопло к давлению в окружающей среде равно Лс = Рвх/рн = 152. Отношение площади на срезе сопла к площади на входе в сопло Р л равно = 6,35. Контур про- [c.291]

Расширяющаяся часть сопла Лаваля создает условия для лолу-чения сверхзвукового потока, которые не могут быть созданы только понижением давления в среде, куда происходит истечение. Расчет комбинированного сопла сводится к определению прохсдных сечений сопла и при заданном расходе G и угле уширения сопла а, который обеспечит безотрывное течение газа (рис. 10.6). [c.137]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...