Возмущения дозвуковые

Простые соображения показывают, что при обтекании произвольного тела сверхзвуковым потоком перед телом возникает ударная волна. Действительно, в сверхзвуковом потоке возмущения, обусловленные наличием обтекаемого тела, распространяются только вниз по течению. Поэтому натекающий на тело однородный сверхзвуковой поток должен был бы доходить до самого переднего конца тела невозмущенным. Но тогда на поверхности этого конца нормальная компонента скорости газа была бы отличной от нуля в противоречии с необходимым граничным условием. Выходом из этого положения может являться только возникновение ударной волны, в результате чего движение газа между нею и передним концом тела становится дозвуковым. [c.638]

Величина равнодействуюш ей зависит от числа М1 и степени разрежения е. Очевидно, что при фиксированных значениях первых двух величин равнодействующая возрастает с уменьшением е. При некотором значении е осевая скорость далеко за решеткой достигает скорости звука, и характеристика становится параллельной фронту решетки. В атом случае имеющиеся возмущения (за решеткой) не распространяются вверх по потоку. При повышении давления за решеткой (е > 1) в выходной части межлопаточного канала образуется система скачков, приводящая к повышению давления на нижней поверхности и возникновению силы, действующей в положительном направлении оси п. С возрастанием рг эта сила увеличивается, а угол отставания уменьшается. При некотором значении рг = рг шах и соответственно е = Вшах в межлопаточном канале образуется прямой скачок, и на выходе из решетки устанавливается дозвуковой поток с нулевым углом отставания. [c.89]

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]

На рис. 4.1 показаны три вида распространения малых (звуковых) возмущений в газовом потоке. Укажите, какой скорости движения газа — дозвуковой V С. а) (рис. 4.1, а), сверхзвуковой V > а) (рис. 4.1, в) или звуковой V = а) (рис. 4.1,6) — соответствует каждый вид распространения возмущений. [c.99]

Характер возмущений (см. рис. 4.1, а) соответствует дозвуковой скорости движения газа (V <С а), так как фронт малых возмущений, двигаясь со скоростью звука, распространяется навстречу потоку. В случае, показанном на рис. 4.1, б, скорость потока равна скорости звука V = а) и возмущения перемещаются только по потоку. На рис. 4.1, O изображен вид распространения звуковых возмущений в сверхзвуковом потоке V > а), поэтому все слабые возмущения находятся в пространстве (конус Маха), ограниченном образующими — прямыми AB и АС. [c.107]

Приведенные уравнения для потенциала возмущения дают возможность исследовать обтекание тонкого профиля, расположенного под малым углом атаки в дозвуковом сжимаемом потоке, в частности свести решение задачи об обтекании заданного профиля сжимаемым потоком к решению задачи об обтекании видоизмененного профиля несжимаемым потоком. При этом для определения коэффициента давления и аэродинамических коэффициентов [c.171]

Физически это объясняется те.м, что с увеличением числа М дозвукового обтекания свойство сжимаемости среды приводит к более сильному увеличению местных скоростей возмущения, вызванных присутствием тонкого тела, причем это увеличение пропорционально 1/1/1 — М . Такое явление обусловлено тем, что в сжимаемом газе при увеличении местных скоростей в струйках около тела уменьшение давления вызывает уменьшение плотности, а это, в свою очередь, вследствие постоянства местного расхода в струйках, равного расходу р, Усс в невозмущенном потоке перед телом, должно быть компенсировано более значительным возрастанием местной скорости, чем в сжимаемом потоке при прочих равных условиях. Это возрастание скоростей возмущения в сжимаемом потоке компенсируется увеличением толщины и угла атаки того же профиля, но обтекаемого потоком несжимаемой жидкости. [c.178]

Сверхзвуковое обтекание тонкого крыла конечного размаха прямоугольной формы в плане под малым углом атаки характеризуется влиянием передней сверхзвуковой и боковых дозвуковых кромок на возмущенное течение вблизи поверхности. При этом одновременное влияние передней и одной боковой кромок имеется в пределах конусов Маха с вершинами в углах крыла, если образующие этих конусов пересекаются вне крыла. Если эти образующие пересекаются на поверхности крыла, то возникает еще одна зона, где на возмущенное течение действуют одновременно обе боковые кромки. [c.214]

При дозвуковых и небольших сверхзвуковых скоростях наиболее широко применяются рули, расположенные вдоль задней кромки неподвижного крыла или оперения. При небольших числах М с отклонением рулей связано появление не только подъемной (управляющей) силы на них самих, но и на несущей неподвижной поверхности, на которую распространяются возмущения от рулей. Поэтому такие рули могут быть весьма эффективны даже при относительно небольшой площади. При сверхзвуковых скоростях обратное воздействие рулей на неподвижные поверхности не имеет места и управляющее усилие создается только рулем. Но, несмотря на увеличение этого усилия, обусловленное высоким скоростным напором, все же бывает необходимым для повышения эффективности рулей выбрать их с большей площадью. [c.76]

Относительная эффективность рулей, расположенных вдоль задней кромки оперения (крыла), довольно велика при дозвуковом обтекании. Однако при сверхзвуковых скоростях эта эффективность существенно снижается, так как от отклонения рулей изменение давления на оперении весьма мало и обусловлено лишь распространением возмущений через пограничный слой. [c.82]

Покажем далее, что указанные выше два принципиально отличных процесса распространения возмущений при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях газа описываются двумя совершенно различными типами дифференциальных уравнений. [c.184]

Рассмотрим более подробно задачу о распространении возмущений от источника, движущегося вдоль прямой с постоянной скоростью С/о- Весьма важно, что картина распространения возмущений будет существенно различной в случаях движения источника с дозвуковой ([/д < о) и со сверхзвуковой (С/ц До) скоростью. [c.217]

Остановимся сначала на изучении поля возмущений от источника, движущегося в бесконечной массе жидкости вдоль прямой с постоянной дозвуковой скоростью (рис. 82, а). Пусть в некоторый начальный момент 01 источник находится в точке с координатой х , все возмущения от него в этот момент времени также сосредоточены в этой же точке М . Возьмем некоторый другой момент времени = 02 01- Источник за промежуток времени про- [c.217]

Отметим следующие особенности рассматриваемой картины распространения возмущений от источника, движущегося вдоль прямой с дозвуковой скоростью. Во-первых, возмущения от источника обгоняют сам источник, и он движется по уже возмущенной среде среда перед источником возмущена. Во-вторых, возмущения, посланные источником из его предыдущих положений, всегда обгоняют возмущения, посланные из его последующих положений, и если источник двигался бесконечно долго, то вся среда перед и за источником возмущена. [c.217]

Рис. 82. Распространение возмущений от источника, движущегося с постоянной дозвуковой скоростью.

Наименее изучены процессы конденсации в условиях взаимодействия решеток и при высокой турбулентности. Сложность физического процесса и трудности экспериментального исследования не позволили выяснить все необходимые его особенности. Влияние возмущений, распространяющихся от вращающейся решетки против потока, изучалось в МЭИ на упрощенной модели (одиночное сопло и вращающаяся решетка стержней за ним). Опыты показали, что при дозвуковых скоростях периодическое прохождение стержней приводит к образованию нестационарных ударных волн, перемещающихся против потока к соплу. Естественно, что ударные волны перемежаются с волнами разрежения, глубоко проникающими в межлопаточные каналы и вызывающими конденсацию. [c.80]

В интервале режимов 0,27<еа<0,52 в сопле Лаваля существует механизм конденсационной нестационарности. Так как в этом диапазоне а обнаруживается изменение амплитуд пульсаций, то можно заключить, что возмущения из зон отрыва Si и S2 распространяются против потока. Этот результат можно объяснить тем, что конденсационный скачок, перемещающийся в сопле, периодически переводит течение в дозвуковую область и в эти моменты возмущения, обусловленные изменением давления внешней среды, проникают в расширяющуюся часть сопла. [c.209]

Аналогичный результат фиксируется датчиком 4 (рис. 6.16, а) на частоте /=1840 Гц. Отсюда можно заключить, что при сверхзвуковых скоростях в косом срезе возмущения, распространяющиеся с частотами f = 6l5 и 1840 Гц, генерируются в зоне отрыва S2, а при дозвуковых скоростях (еа = 0,65)—в зоне отрыва 5i. [c.217]

Внешние возмущения, создаваемые вращающимися стержнями, приводят к резонансам на частотах /возм = 460, 615 и 1530 Гц при дозвуковых скоростях (ба 0,65). [c.217]

С. т. газа имеет ряд качеств, отличий от дозвуковых течений. Т. к. слабое возмущение в газе распространяется со скоростью звука, то влияние слабого изменения давления, вызываемого помещённым в равномерный сверхзвуковой поток источником возмущений (напр., телом), не может распространяться вверх ш потоку, а сносится вниз по потоку со скоростью к > в, оставаясь внутри т. н. конуса возмущений OD или конуса Маха (рис. 1). В свою очередь, на данную точку [c.428]

Движение газа имеет существенно различный характер в зависимости от того, является ли оно дозвуковым или сверхзвуковым, т. е. меньше или больше его скорость, чем скорость звука. Одним из наиболее существенных принципиальных отличий сверхзвукового потока является возможность суш,ествования в нем так называемых ударных волн, свойства которых будут подробно рассмотрены в следующих параграфах. Здесь же мы рассмотрим другую характерную особенность СЕерхзвукового движения, связанную со свойствами распространения в газе малых возмущений. [c.441]

Если по одну из сторон от ударной волны двн> jiiiie является дозвуковым, то возмущения распространяются в обе стороны вдоль ее поверхности и понятие о направлении волны теряет, строго говоря, смысл. Для нижеследующих рассуждений существенно, однако, что вдоль такого разрыва могут распространяться исходяихие от места пересечения возмущения. В этом смысле подобные ударные волны в излагаемых ниже рассуждениях играют ту же роль, что и чисто сверхзвуковые исходящие волны, и под исходящими ударными волнами ниже подразумеваются обе эти категории волн. [c.579]

При исследовании обтекания тонких тел на малых згглах атаки как в дозвуковом, так и сверхзвуковом потоке уравнение (100) решают методом малых возмущений (метод линеаризации). [c.98]

Пренебрегая в уравнении (34) малыми величинами выше первого порядка и считая, что М настолько отличается от единицы, что разность (1 — М ) не является малой величиной, т. е. (1 — М1) ы /гг , приходим к следующему приближенному уравнению для скорости возмущения при обтекании тонкого профиля дозвуковым потоком газа при докритпческих скоростях [c.32]

При повышении давления за решеткой расчетная картина течения в выходной части межлопаточного канала начинает разрушаться — появляется область дозвуковых течений, и изменяется распределение давления по части поверхности пластины, в результате чего пзменяется величина равнодействующей силы, приложенной к пластине. По мере увеличения дросселирования область дозвуковых течений увеличивается, продвигаясь вверх по потоку. При некотором значении рч возмущения начинают проникать за фронт решетки. При дальнейшем повышении давления, хотя II происходит последующая перестройка течения непосредственно перед решеткой, поток на бесконечности перед ней остается еще невозмущенным. Наконец, при некотором дав- [c.85]

Пусть в сопло указанной конфигурации (рис. 206, а) поступает дозвуковой поток газа. Согласно уравнению Гюгонио в сужающейся (конфузорной) части скорость газа будет возрастать, а давление и плотность падать. Если в минимальном сечении (горле) скорость не достигнет критической, то в расширяющейся (диффузорной) части дозвуковой поток газа будет тормозиться, давление и плотность — возрастать и на выходе установится значение М < 1. Такой режим течения установится, если давление на выходе из сопла (противодавление) больше, чем некоторое граничное Рхгр, при котором в горле сопла устанавливаются критические параметры течения. Если теперь противодавление будет уменьшаться, то так как весь поток дозвуковой, возмущения в виде малых понижений давления будут распространяться вверх по течению, скорость потока во всех сечениях будет возрастать и при значении противодавления в горле будет достигнута звуковая (критическая) скорость и соответствующие ей значения р,,, Т . При этом режиме в диффузорной части происходит торможение потока от значения М = 1 в горле до некоторого Мх <1 — на срезе сопла. Если же противодавление далее уменьшится до значения р < р гр. то уменьшится давление и во всей диффузорной части. Но в горле давление не может сделаться меньшим, чем р, по причинам, которые мы выяснили, изучая истечение через сужающееся сопло. Поэтому на некотором участке диффузорной части, начиная от горла, поток получит возможность расширения и там установится сверхзвуковое течение. Однако, если давление Р1 на срезе недостаточно мало, то вблизи выхода поток будет все еще дозвуковым. Сопряжение сверхзвукового потока за горлом с дозвуковым вблизи выхода происходит в виде скачка уплотнения, который мы будем приближенно считать прямым. При дальнейшем понижении противодавления скачок уплотнения будет перемещаться внутри сопла к его выходному сечению и при некотором расчетном давлении Рхра ч расположится за срезом сопла. При этом значении противодавления на срезе устанавливается скорость, соответствующая расчетному значению числа Мхрасч > 1. При дальнейшем понижении противодавления поток будет на некотором участке вне сопла продолжать расширяться, а переход к дозвуковому режиму и полному торможению будет осуществляться через сложную систему косых скачков уплотнения. [c.453]

Эффективный метод исследования дозвуковых потоков с большими возмущениями был предложен акад. С. А. Ч а п л ы г и н ы м г работе О газовых струях , где приведены уравнения, составляющие математическую основу теории потенциальных дозвуковых течений. Уравнения Чаплыгина являются основой многих методов аэродинамики сжимаемых течений. Акад. С. А. Христианович на их основе разработал метод, позволяющий учитывать влияние сжимаемости на дозвуковое обтекание профилей различной формы. По этому методу сначала решается задача об обтекании некоторого фиктивного профиля фиктивным несжимаемым потоком, а затем полученные результаты пересчитываются для условий обтекания реальным сжимаемым потоком заданного профиля. Этот пересчет основан на использовании функциональной зависимости между истинной относительной скоростью /. = Via сжимаемого потока и значением фиктивной безразмерной скорости А в соответствующих точках заданного и фиктивного профилей. [c.172]

На рис. 10.1 показано, что дуга радиусом а (критическая скорость) пере-секаег годограф скорости 2 в некоторой точке В. Это значит, что скорости, определяемые участком годографа, лежащим внутри области, ограниченной радиусом а, — дозвуковые, а скорости, определяемые участком годографа, лежащим вне этой области, — сверхзвуковые. В области, примыкающей к скачку уплотнения, течение сверхзвуковое, а вблизи поверхности конуса с углом —дозвуковое. Для еще большего угла конуса Р , > Рка годограф скорости 1 располагается левее дуги радиусом а и, следовательно, возмущенный поток полностью дозвуковой. Годограф 3 определяет полностью сверхзвуковое течение в возмущенной области около конуса с углом Ркз- [c.485]

Переход конвективного горения аэровзвесей в детонацию. Описанная в 2 теория конвективного горения аэровзвесей справедлива до тех пор, пока скорости движения газа существенно дозвуковые, и движуш,ийся за счет выделения продуктов горения газ не успевает вовлечь частицы топлива в движение. Для анализа дальнейшего развития процесса необходимо использование полной системы уравнений (5.3.1) для двухскоростного движения горючей аэровзвеси. Рассмотрим плоское одномерное нестационарное движение монодиснерсной аэровзвеси. Пусть в начальный момент времени на участке О < а а о У закрытого конца неограниченного объема повышается температура газа до и частиц до Tsначальный момент задается контактный разрыв (без возмущения давления), слева от которого частицы горят. Начальные и граничные условия сформулированной задачи имеют впд [c.430]

Рассмотрим прямую задачу для общего случая нестационарного трехмерного течения нереагирующей смеси газов. В этом случае на жесткой стенке (контуре обтекаемого тела или канала) задается условие непротекания (WV) F=0, где F x, у, z)=0 — уравнение жесткой стенки. В качестве начальных условий при t = Q во всей области течения задают все газодинамические параметры течения (при этом допускается существование поверхностей разрывов). При решении внешних задач обтекания в некотором сечении х = Хо вверх по потоку от тела должно быть задано распределение скоростей, в частности в случае равномерного обтекания ы = ыоо = сопз1, v = w=0. При этом в случае сверхзвукового обтекания это сечение может быть расположено непосредственно у фронта ударной волны, поскольку в сверхзвуковом потоке возмущение, создаваемое телом, ограничено ударной волной. При дозвуковом обтекании начальное сечение x = Xq должно быть отнесено достаточно далеко от тела, так как возмущение, создаваемое обтекаемым телом, вообще говоря, распространяется до бесконечности. Вниз по потоку от обтекаемого тела при сверхзвуковом обтекании не [c.50]

Пусть на покоящееся осесимметричное затупленное тело заданной формы набегает равномерный сверхзвуковой поток газа (рис. 5.4). При таком обтекании перед телом возникает отошедшая ударная волна. Возмущенная зона за скачком уплотнения состоит из дозвуковой и трансзвуковой областей вблизи головной части тела и сверхзвуковой, расположенной дальше вниз по потоку. Расчет подобных течений обычно проводят в два этапа. Вначале отыскивают ре-Рис. 5.4 шение в дозвуковой и околозвуко- [c.142]

Так как точка Жуге является границей д ежду стационарной зоной химической реакции и зоной ПД, где имеет место нестационарный разлет газа, то необходимым условием устойчивой детонации будет условие движения стационарной зоны относительно ПД со звуковой или сверхзвуковой скоростью. В противном случае волны разрежения догонят зону химической реакции, что приведет к падению давления и температуры и процесс устойчивой детонации будет невозможен. Ударная волна относительно зоны химической реакции распространяется с дозвуковой скоростью, поэтому возмущения в этой зоне догоняют ударную волну, что позволяет поддерживать постоянной ее интенсивность. В случае детонации Чепмена—Жуге никакие возмущения из зоны ПД не могут догнать зоны химической реакции и детонационная волна будет устойчивой. Пусть прямая Михельсона В проходит круче касательной и пересекается с ударной адиабатой ПД в двух точках С и Ь. ВВ в этом случае будет сжато до давления рв. Такие детонационные волны называются пересжатыми. Затем параметры в зоне химической реакции будут меняться вдоль прямой В С. Так как точка С принадлежит ударной адиабате ПД, она. соответствует полному выделению теплоты химической реакции. В этой точке выполняется неравенство D волны разрежения из зоны ПД будут догонять ударную волну и уменьщат ее амплитуду до установления режима устойчивой детонации, соответствующей прямой 1 В. Таким образом, режим пересжатой самоподдерживающейся детонации не может быть устойчивым. [c.97]

Таким образом, среда впереди источника, движущегося со сверхзвуковой скоростью, остается невозмущеннощ наблюдатель А, стоящий впереди движущегося со сверхзвуковой скоростью источника, не знает , что к нему приближается источник возмущений он не может слышать звуковых сигналов, посылаемых движущимся со сверхзвуковой скоростью источником. Таким образом, имеется фундаментальное различие между распространением возмущений от источников, движущихся со и дозвуковой скоростями. [c.219]

Распределение давления в потоке с большой начальной влажностью (уо = 0,70) имеет существенно другой характер. При малом противодавлении (ва = 0,15, кривая 3) давление вдоль сопла снижается монотонно и всюду больше, чем при расширении более сухой смеси. Поток дозвуковой и скачка конденсации и уп-лотненпя не наблюдается. При значительном противодавлении (8а = 0,53, кривая 4), возмущение из выхлопного бака распространяется вверх но соилу и давление всюду возрастает еще больше по сравнению с течением пара, а расход падает. [c.263]

В лаборатории турбомашин МЭИ используются различные стенды влажнога водяного пара, ориентированные на изучение 1) условий подобия и моделирования двухфазных течений в различных каналах и в элементах проточной части турбин АЭС 2) механизмов скачковой и вихревой конденсации пара в соплах каналах и решетках турбин при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях 3) влияния периодической нестационарности и турбулентности на процессы образования дискретной фазы, взаимодействия фаз и интегральные характеристики потоков 4) двухфазного пограничного слоя и пленок в безградиентных и градиентных течениях 5) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде, а также критических режимов в различных каналах в стационарных и нестационарных потоках 6) основных свойств и характеристик дозвуковых и сверхзвуковых течений в соплах, диффузорах, трубах, отверстиях и щелях 7) влияния тепло- и массообмена на характеристики потоков в различных каналах 8) течений влажного пара в решетках турбин с подробным изучением структуры потока и газодинамических характеристик 9) структуре потока, потерь энергии и эрозионного процесса в турбинных ступенях, работающих на влажном паре 10) рабочего процесса двухфазных струйных аппаратов (эжекторов i и инжекторов). [c.22]

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]

Перемещающиеся скачки конденсации, естественно, дестабилизируют пограничный слой, причем дозвуковые участки слоя резко утолщаются и могут проводить возмущения, создаваемые за соплом, против течения. Вблизи критического сечения, где интенсивность скачков конденсации максимальна, возможен локальный во времени отрыв слоя. Вполне вероятно, что образованием локальных отрывов объясняется минимальное значение hp t на рис. 6.8, б. [c.209]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...