Движение трансзвуковое

В последнее время все большее место в научных и прикладных работах занимают проблемы, связанные с движением двухфазных однокомпонентных потоков [18,55]. Их повышенная сжимаемость и некоторые особенности поведения в трансзвуковой области течения, так же как и особенности формирования самой этой области, могут послужить основой для создания принципиально новой технологии транспорта тепла на большие расстояния. [c.119]

Таким образом, создание и эксплуатация турбоустановок на АЭС требует также решения ряда сложных проблем газодинамики двухфазных потоков. К этим проблемам относятся возникновение влаги при дозвуковых и трансзвуковых скоростях течения образование жидких пленок и крупных капель движение влаги в проточных частях турбин и процессы взаимодействия влаги с рабочими лопатками влияние жидкой фазы на основные характеристики проточных частей турбин и влияние концентраций примесей в жидкой фазе на коррозию металла, особенно в зоне Вильсона. Решение этих проблем позволит оптимизировать проточную часть турбин, работающих во влажном паре, повысив их экономичность и надежность. В этой и следующей главах рассматриваются лишь наиболее характерные особенности течения влажного пара в] турбоустановках АЗС и методы удаления влаги в них. Исследования и расчеты турбин АЭС наиболее полно рассмотрены в [7.1—7.3]. [c.265]

На основании всего вышеизложенного можно сделать вывод о том, что во многих интересующих практику случаях двухфазный поток в трансзвуковой области течения представляет собой однородную гомогенную среду, критическую скорость истечения которой можно отождествлять с такой скоростью звуковой волны, за время распространения которой из всех возможных обменных процессов завершается лишь обмен количеством движения, а остальные обменные процессы полностью заморожены . При этом и сама скорость звука, и критическая скорость истечения, и кри-тический расход, и необходимые для определения последних критические параметры смеси могут быть найдены с помощью предложенного здесь показателя адиабаты двухфазной смеси. [c.174]

В учебнике изложены теория н методы расчета одномерного движения с учетом различных воздействий, плоского дозвукового течения идеальной жидкости, ламинарного и турбулентного течений вязкой жидкости н др. Рассмотрено плоское трансзвуковое течение и течение двухфазных сред, показано применение общих методов к техническим задачам (расчет характеристик аэродинамических решеток, лабиринтных уплотнений, скачков конденсации, гидродинамической смазки, переохлаждения, разгона капель и др.). [c.2]

Основные научные направления качественное исследование дифференциальных уравнений, вариационные задачи для дифференциальных уравнений с особыми точками, устойчивость и оптимизация трансзвуковых течений, нестационарные процессы в ракетных двигателях, движение полидисперсных сред в каналах сложной геометрии. [c.595]

Задача о сверхзвуковом обтекании тонких тел вращения при очень больших числах Маха в том случае, когда головная волна отходит от острого носика тела, вследствие слишком большого значения угла при вершине, либо наличия затупления носика, представляет значительные трудности. Так же, как и в плоском случае, отошедший скачок имеет вблизи оси симметрии потока почти плоский участок, соответствующий прямому скачку, и соседние с ним участки сильного разрыва, за которыми поток является дозвуковым. Движение в области между головной волной и поверхностью обтекаемого тела имеет в связи с этим смешанный до-, сверх- и трансзвуковой характер. [c.349]

В последние годы были сделаны большие усилия для определения потока около тел различных форм в интервале трансзвуковых скоростей и, в частности, для построения смешанных решений уравнений движения, т. е. решений, состоящих из дозвуковых и сверхзвуковых областей. Наблюдения показывают, что местная сверхзвуковая область быстро расширяется, когда число Маха приближается к единице. [c.66]

Теоретические вычисления были успешны только в некоторых простых случаях, при этом потребовалась большая аналитическая и вычислительная работа. Линейная теория возмущений не пригодна в трансзвуковой области. Чтобы получить упрощение уравнений движения, нужно их рассмотреть с новой точки зрения. Как уже указывалось, линейная теория основана на предположении, что все скорости, создаваемые присутствием движущегося тела, малы как в сравнении со скоростью полета, так и в сравнении со скоростью звука. Однако, если тщательно проследить вывод линеаризированного уравнения, то можно заметить, что при этом делается также предположение, что скорость возмущения должна быть мала относительно разности между скоростями полета и звука. В трансзвуковом случае это предположение неприменимо и должно [c.66]

Новое допущение приводит к упрощению уравнений движения и позволяет рассчитывать на получение хороших результатов при сравнительно небольших математических вычислениях. Кроме того, оно дает простое правило подобия для трансзвукового потока, обтекающего тела или крылья, в известном смысле подобных по толщине, кривизне и распределению угла атаки. Например, в случае плоского потока, обтекающего симметричный профиль, получается правило, согласно которому для получения подобных условий в потоках, обтекающих профили с подобным распределением толщин, следует величину 1 — М, т. е. разность между единицей и действительным числом Маха полета, менять пропорционально отношению толщины к хорде в степени две трети . [c.67]

Другой проблемой, имеющей, может быть, более важное практическое значение, является ускоренное или замедленное движение в трансзвуковой области и при скорости звука. В теории несжимаемой жидкости присоединенная масса тела (шляется в известной степени мерой массы воздуха, получившего ускорение вследствие движения тела. Естественно предположить, что этот эффект быстро возрастает, когда скорость приближается к скорости звука. Проблема ускоренного движения имеет разнообразные практические приложения. Она связана, например, с теорией колебания кры- [c.68]

Необходимо остановиться на проблеме полета в трансзвуковой области, когда число Маха близко к единице и изменение давления распространяется со скоростью, близкой к скорости полета. Однако движение от состояния покоя, прежде чем достичь сверхзвуковых условий, проходит через трансзвуковые скорости. [c.79]

Скорость, близкая к скорости звука. Диапазон трансзвуковых скоростей охватывает скорости, соответствующие числам М, немного меньшим, равным и немного превышающим единицу Скорость движения, превышающая скорость распространения звука в данной среде, когда М больше единицы [c.125]

Наконец, при трансзвуковом режиме движения С2 < w < i результирующие формулы по структуре являются в некотором роде комбинацией формул дозвукового и сверхзвукового режимов [c.344]

Предельные значения скорости движения силы, соответствую-ш,ие концам диапазона, в трансзвуковом случае также не является критическими. При v = С2 М2 = 1, М = I/77, Л2 = О, [c.330]

Радикальное отличие от модели одномерных движений состоит в том, что основные дифференциальные уравнения уже не являются гиперболическими для всех возможных течений. Это влечет подразделение установившихся течений на дозвуковые (эллиптический тип уравнений), сверхзвуковые (гиперболический тип) и трансзвуковые или околозвуковые (смешанный тип). Для каждого типа течения характерны свои постановки корректных краевых задач и свои методы исследования. [c.217]

Возникновение нестационарного режима обтекания каверн стационарным набегающим потоком связано с проявлением неустойчивости турбулентного слоя смешения и конечности времени распространения возмущения в возвратно-циркуляционной зоне [1-3]. Флуктуации параметров течения определяются двумя различными физическими факторами турбулентностью и волновыми процессами (акустическими колебаниями). Практический интерес к данной проблеме объясняется высоким уровнем возникающего акустического излучения, достигающего на трансзвуковых режимах более 150 дБ при частотах колебаний порядка 100 Гц [4]. Исследования особенно актуальны в случае установки в обтекаемой полости оборудования, на работоспособности которого пульсации течения сказываются крайне неблагоприятным образом. Изучение нестационарного обтекания каверн проводится не только экспериментально и теоретически [1], но все чаще путем численного решения уравнений движения сжимаемого газа [2-4]. [c.79]

Если уравнения неразрывности, количества движения и энергии применить к адиабатическому трансзвуковому течению совершенного газа без трения в канале постоянного поперечного сечения, то можно получить некоторые соотношения между параметрами потока в последовательных сечениях 1 2. [c.37]

При более низких степенях реактивности, приближающихся к нулю, обычно появляется определенная оптимальная величина осевого зазора. Данные работы [3.87], представленные на рис. 11.15, получены при испытаниях турбины, имеющей степень реактивности 50% в периферийном и 7% в корневом сечении. Ступень, исследованная в работе [11.54], была близка к активной по расчету и спроектирована на трансзвуковые скорости потока. Как указано Гоголевым и др. [11.55], дополнительные условия для получения оптимума по осевому зазору состоят в том, что угол потока на выходе из соплового аппарата в абсолютном движении должен быть не больше 75°, а отношение диаметров корневого и периферийного сечений — не менее 0,66. [c.347]

Отрыв потока представляет собой одно из характерных явлений, сопровождающих движение лсидкости или газа. При отрыве происходит перераспределение давления на поверхности летательного аппарата, вследствие чего изменяются аэродинамическое сопротивление и подъемная сила. В диапазоне трансзвуковых скоростей отрыв усложняет управляемость, так как вызывает увеличение нестационарных нагрузок. При высоких сверхзвуковых скоростях он приводит к большим тепловым потокам на отдельных участках обтекаемой поверхности. [c.97]

Построение аналитических и даже числовых решений полной системы уравнений газовой динамики связано со значительными трудностями не только из-за сложности физико-химических процессов, но и потому, что в общем случае течение содержит дозвуковые, трансзвуковые и сверхзвуковые области, для описания которых требуется различный математический аппарат. При этом приходится иметь дело сразу с эллиптическими, параболическими и гиперболическими уравнениями в частных производных. В то же время построение некоторых аналитических решений, основанных на приближенных предпосылках, позволяет, значительно упростив методы решения, установить многие качественные закономерности. В настоящем параграфе будут рассмотрены некоторые аналитические решения, позволяющие выявить ряд важных закономерностей движения газа и являющиеся необходимыми тестовыми примерами при численных расчетах. К числу таких решений относятся одномерная теория сопла, теория простой волны (течение Прандт-ля — Майера, волна Римана), обтекание клина, распад произвольного разрыва, точечный взрыв, решение методом источников и стоков, решение уравнения для потенциала. [c.54]

Резкое уменьшение диссипативных потерь в обогреваемых каналах наблюдалось в момент достижения кризиса теплообмена в экспериментах по определению критических тепловых нагрузок. Аналогичное явление было обнаружено и в описанных выше экспериментах по определению критического теплового потока в дегазированной воде. Так, на рис. 4.25 в качестве примера приведены зависимости изменения относительной подведенной мопщости лул р, массового расхода G и температуры стенки в выходном сечении канала от времени. В процессе ступенчатого подвода мощности к стенке канала температура ее ступенчато возрастает. Расход сначала остается постоянным, затем начинает уменьшаться вследствие увеличения потерь на трение при движении двухфазной смеси, а при достижении кризисного состояния снова возрастает. Увеличение расхода при достижении кризисной зоны наблюдалось и в опытах Типпетса [52]. Этот факт можно рассматривать как свидетельство того, что в этом случае, так же как в адиабатных каналах, определяющим в формировании критического потока является свойство значительной сжимаемости двухфазного потока. Если в пристенном слое обогреваемого канала реализуется трансзвуковой режим течения, то вырождение турбулентности и переход к ламинарному режиму течения могут служить причиной уменьшения как диссипативных потерь, так и интенсивности теплообмена в кризисной зоне. [c.95]

Ранее [17] установлено, что при критическом истечении однофазной жидкости влияние сжимаемости ок ывается определяющим при протекании процесса в области, автомодельной по числу Рейнольдса (Re), при этом влияние диссипативных сил в околозвуковой области течения становится исчезающе малым вследствие вырождения турбулентности. Однако практическое использование этого эффекта в трубах при движении в них однофазных сред проблематично, прежде всего, из-за большой скорости звука в таких средах. Кроме того, влияние этого эффекта при движении однофазной среды реализуется лишь на очень коротком участке трубы, примыкающем к выходному сечению трубы, так как скорость звука в адиабатном канале постоянного сечения при движении в нем однофазной среды достигается лишь один раз на выходе из канала. Иначе обстоит дело со скоростью звука в двухфазном потоке как показано в [55], при одних и тех же параметрах торможения в зависимости от структуры двухфазного потока и степени термического и механического равновесия фаз в нем скорость звука может меняться в очень широких пределах. Кроме того, в настоящее время теоретически обоснован и экспериментально подтвержден тот факт, что скорость звука в двухфазном потоке при определенном соотношении фаз может оказаться на два порядка ниже, чем в жидкой фазе. Таким образом, трансзвуковой режим течения может быть достигнут на конечном участке длины трубопровода при умеренных значениях скорости звука (несколько десятков и даже несколько метров в секунду). В этом случае коэффициент сопротивления является функцией не только вязкости потока, но и его сжимаемости, определяемой числом Маха. Более того, при движении с околозвуковой скоростью влияние wi nnaTHBHbLX сил становится исчезающее малым вследствие вырождения турбулентности. Уменьшение потерь на трение при больших массовых расходах отмечалось в опытах при движении двухфазной смеси в замкнутых контурах циркуляции [32]. Таким образом, при критическом истечении влияние сжимаемости [c.119]

В главе 2 исследованы нелинейные физические эффекты, обусловленные вязкоупругими свойствами жидкости. Отличительная черта большинства рассмотренных задач - наличие в потоке сильного разрыва гидродинамических параметров. Получено новое точное решение полных уравнений движения жидкости выполнен анализ релаксационных свойств вязкого касательного напряжения и завихренности. Изучены условия, в которых изотермическая жидкость Максвелла проявляет гиетерезисную нелинейность, Представлены закономерности поведения вихря скорости под воздействием вязкоуирзтости, переменной плотности, зависимости теплофизических параметров жидкости от температуры. Подробно изучен "трансзвуковой" эффект для вихря скорости на линии сильного гидродинамического разрыва. Проанализированы условия движения, при которых диссипативная функция отрицательна, [c.4]

При изучении стационарных течений вязкоупругих жидкостей возникает аналог трансзвуковой проблемы аэродинамики, поскольку уравнение дтя завихренности может изменять тип. Обзор лтературы по этой задаче имеегся в [88]. Эффект переходного течения наблюдается при наличии точечного стока в пространстве и в движениях, возмущаемых твердыми телами в канале с волнообразными стенками, при быстром течении жидкостей в отверстиях, на входе в плоскую трубу. Для плоского течения типа Куэтга вопрос изучался в [93]. [c.56]

В зависимости от режима движения может меняться и тип исходных краевых задач (от эллиптического до гиперболического). Поэтому, например, в задачах для изотропных упругих сред обычно различают следующие режимы движения дозвуковой, включающий дорэлеевский и сверхрэле-евский трансзвуковой и сверхзвуковой. Исследования конкретных задач БяВ при различных режимах движения представляют собой фактически отдельные задачи. [c.342]

D. D. Ang [77], ]VI. Mitra [119]. При этом удается использовать фактически тот же математический аппарат, что и для неподвижной нагрузки. Отмечается зависимость характера решения от диапазона, в котором лежит скорость движения нагрузки (О < У < С2 — дозвуковая скорость, 2трансзвуковая скорость, V > i — сверхзвуковая скорость), и, в том числе, наличие разрывов при У = Сд. R. С. Payton [124] в аналогичной задаче использовал в пространстве преобразований Лапласа теорему взаимности Бетти-Релея. [c.353]

Современное состояние теории линейных уравнений смешанного типа и вырождающихся эллиптических и гиперболических уравнений представлено в монографиях [92, 93, 20]. Движение идеального газа описывается квазилинейными уравнениями смешанного типа. Использование теории линейных уравнений для изучения свойств трансзвуковых течений оправдано тем, что каждое решение нелинейного уравнения принадлежит множеству решений некоторого линейного уравнениями, значит, свойства трансзвуковых течений принадлежат совокупности свойств решений линейных уравнений. В связи с этим ряд теорем теории линейных уравнений может быть выражен в терминах аэрогазодинамики. Однако при такой интерпретации могут возникать трудности при формулировке условий реализации свойств, классифицируемых по типам линейных уравнений. Линейное уравнение Чаплыгина в плоскости годографа скорости и его упрощенный вариант — уравнение Трикоми — стали первыми и наиболее полно разработанными объектами теории. Следует все же отметить, что большинство полученных математических результатов имеют пока лишь ограниченное или косвенное приложение в трансзвуковой аэродинамике. Это связано с тем, что области определения считаются заданными и, следовательно, рассматриваемые задачи могут иметь отношение лишь к проблеме профилирования контура тела. В то же время одна из главных задач аэродинамики — прямая задача внешнего или внутреннего обтекания тела заданной формы, формулируемая в плоскости годографа как задача со свободной границей, остается мало обоснованной. [c.49]

В ЭТОЙ главе рассматривается задача об обтекании затупленных тел равномерным сверхзвуковым потоком газа. В случае стационарного течения можно выделить три различные области однородный поток до отошедшей ударной волны, дозвуковое течение после ударной волны и сверхзвуковую область между телом и ударной волной. Возникаюндее течение математически описывается нелинейной системой уравнений в частных производных. В этом течении возможно появление неизвестных заранее границ, таких, как ударные волны, волны разрежения и сжатия, локальные дозвуковые зоны, контактные поверхности разрыва. Течение имеет различные физические и математические свойства. В разных областях уравнения движения меняют свои свойства. В дозвуковой области уравнения являются уравнениями эллиптического типа (Aid), а в сверхзвуковой — гиперболического (М>1). Переходная область является трансзвуковой (М 1). [c.196]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...