Перерасширение

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]

Иначе говоря, при слишком широком сопле скорость на выходе обычно такая же, как и на расчетном режиме, а давление здесь согласно приведенной формуле ниже атмосферного при этом в выходной части сопла Лаваля получается участок пере-расширения, на котором к стенкам приложена сила АР, направленная по потоку (рис. 4.9). Итак, на режиме перерасширения реактивная тяга ниже расчетной. Для увеличения тяги выгодно отбросить участок перерасширения, укоротив сопло до расчетных размеров. [c.154]

На режиме перерасширения третий член в правой части этого равенства отрицателен Ра<Рн), а первые два члена больше, чем на расчетном режиме (из-за увеличения Wa)] на режиме избытка давления (Ра> Рн) третий член положителен, а первые два члена вследствие уменьшения Wa меньше, чем на расчетном режиме. [c.154]

Сопла с центральным телом получаются значительно короче обычных сопел Лаваля и в отличие от последних дают очень небольшие снижения относительного импульса при давлениях значительно ниже расчетного (из-за отсутствия стенок в сверхзвуковой части не происходит перерасширения газа). [c.446]

Одновременно из-за уменьшения перерасширения газа снизятся суммарные внутренние потери в скачках уплотнения на начальном участке струи и повысится полный напор полученной смеси газов. [c.541]

Заметим, что при По < 5 и малых значениях коэффициента эжекции участок местного перерасширения велик, и суммарная сила реакции на сверхзвуковой [c.541]

Следует учитывать, что при уменьшении отношения давлений по сравнению с расчетным значением сопло начинает работать с перерасширением газа, характеристики эжектора со сверхзвуковым соплом значительно ухудшаются и, начиная с некоторого [c.543]

Л=0,14 отсутствует перерасширение потока у угловой точки, что приводит к меньшим потерям полного давления. Расчеты проводились при числе ячеек в поперечном сечении = 30. [c.288]

Приведем результаты расчета течения в сопле на режиме перерасширения при / н= 0,0676(лд 20). При расчете распределения параметров на входе в сопло считались равномерными. Поперечная компонента скорости на входе и = 0. Картина течения для этого случая показана на рис. 14.17. Все линейные размеры в расчете отнесены к высоте сопла в сечении среза. Показана граница струи, одна из линий тока, которой в начальном сечении соответствует координата г = 0,925, а также линии постоянного безразмерного давления. [c.291]

Звуковые и сверхзвуковые течения газа имеют существенное различие. В первом случае скорость течения достигает максимума в суженном сечении 2 (горле сопла), а затем убывает в широкой части канала (рис. 1,6). Это предопределяет наблюдаемое на опыте явление перерасширения газа, т, е. падение давления в сечении 2 ниже давления рз сечения 3 [4, 6—10]. В сверхзвуковом сопле скорость газа продолжает возрастать и за пределами сечения 2, а давление падать в так называемом расчетном режиме до давления среды истечения. [c.187]

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]

Опытные данные по распределению вдоль камеры смешения при Роп = 0,16 МПа и= 14,0 скорости жидкостного потока Сж < 8 м/с и разных значениях fp. д представлены на рис. 7.3. Рассмотрение графиков изменения р позволяет выделить три характерные области. Во входной части камеры смешения наблюдается интенсивное падение давления вследствие продолжающегося за срезом парового сопла разгона сверхзвуковой струи и последующее столь же интенсивное восстановление его, которое обычно наблюдается при перерасширении сверхзвуковой струи ниже давления в окружающей среде. Эти процессы осложнены интенсивной конденсацией на границах струи, приводящей к заметному изменению по длине температуры поверхности раздела фаз и, следовательно, к увеличению давления насыщения. В этой области влияние Fp. д сказывается слабо, однако тенденция к сме- [c.126]

При наличии сверхзвукового потока давление на выходе из сопла может быть равным, большим или меньшим давления окружающей среды. Эти три случая соответственно названы случаями полного расширения, недорасширения и перерасширения. Они рассматриваются раздельно в разд. П1. [c.73]

В опытах воздух сначала накачивался в резервуар высокого давления, а затем через сопло расширялся в атмосферу. Для получения интерференционной картины потока при любом заданном давлении в резервуаре применялась автоматическая искровая система. Для каждого сопла снималась серия интерферограмм при различных перепадах давлений от недорасширения до перерасширения, включая случай расчетного режима. [c.74]

Аналогично строится течение в косом срезе решетки с криволинейным контуром профиля. Нетрудно установить, что при выпуклой стенке ВО будет происходить дополнительное перерасширение потока и повышение интенсивности кромочного скачка, и обратно. [c.227]

Уменьшение диаметра отверстия выхода сопла Лаваля по сравнению с диаметром струи, истекающей из него, связано с тем, что работа высоконапорного газа в режиме недорасширения более устойчивая, чем работа в режиме перерасширения, когда внутри диффузора сопла появляются скачки уплотнения. Уменьшение диаметра отверстия сопла обеспечивает некоторую авторегулировку эжектора на критических режимах работы при колебаниях давления низконапорной среды и противодавления на выходе аппарата вплоть до уровня запирания, который характеризуется тем, что при снижении противодавления расход низконапорной среды не изменяется. [c.226]

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]

Наряду с этим, как видно из рис. 5.23, при %а > Ярасч тяга резко уменьшается, т. 6. сопло с перерасширением газа применять нецелесообразно, если даже не учитывать повышенных потерь трения в нем и возможности образования скачков уплотнения при уменьшении величины Яс. [c.248]

НИИ возрастает. Таким образом, увеличение силы, действующей на поток в напра1влении движения (или увеличение реакции на стенках сопла), приводит к уменьшению перерасширения газа в бочках и к уменьшению суммарных потерь полного давления [c.420]

Второе условие (одСадопт) предопределяется тем, что при Мн > Мнр плотность газа в критическом сечении выше, чем на расчетном режиме (несмотря на рост потерь, полное давление за системой скачков при увеличении скорости возрастает). Из-за этого горло D) нерегулируемого диффузора при Ма > Мнр оказывается перерасширенным и скорость в нем получается выше критической. Но тогда за горлом происходит дальнейшее ускорение сверхзвукового потока, что приводит к повышенной интенсивности прямого скачка EF, замыкающего сверхзвуковую зону (величина Он уменьшается вследствие роста значения числа Маха Mm-i перед прямым скачком). [c.483]

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]

Если заменить профилированную стенку прямолинейной, расположенной под углом 9° к оси X (рис. 14.18), то картина течения в сопле меняется. В этом случае поток во внутренней части сопла перерасширен в меньшей степени по сравнению со [c.292]

При /г> 1 струя на выходе из сопла расширяется неполностью (режим недорасширения) и имеет бочкообразную форму. В расчетном режиме п - = 1) струя цилиндрическая, а перерасширенная струя п < 1) суживается. Профилируя насадок, следует предусмотреть некоторое увеличение его внутреннего диаметра вниз по потоку, учитывая смешение с атмосферой на границах струи. [c.326]

Если насадок устанавливается на перерасширенное сопло, то можно ожидать благоприятного влияния зазоров, поскольку через них внутрь насадка будет попадать атмосферный воздух (ра < ц )- что улучшит тепловой режим работы насадка за счет охлаждения его внутренней поверхности, несколько увеличит управляющее усилие и уменьшит потери тяги. [c.326]

ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ВДУВ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В ПЕРЕРАСШИРЕННУЮ ЧАСТЬ СОПЛА [c.348]

Перерасширенное сопло двигателя, у которого давление на выходе ра существенно меньше атмосферного р , обладает свойством, в соответствии с которым через отверстия в раструбе (где р <р ) атмосферный воздух поступает внутрь сопла. При этом предельная степень нерасчетности перерас-ширенного сопла п = Ра р , обеспечивающая безотрывное течение продуктов сгорания, имеет порядок 0,4. Следовательно, перепад давлений, под воздействием которого воздух будет попадать внутрь сопла, будет достаточно малым (ро/р1 с 1/0,4 = 2,5). Этот случай соответствует эффекту слабого вдува. [c.348]

Схематически орган управления, работающий по принципу вдува атмосферного воздуха, изображен на рис. 4.10.1. В перерасширенной части [c.348]

Рис. 4.10.1. Орган управления со вдувом атмосферного воздуха в перерасширенную часть сопла

Учитывая (1.10.26), (1.10.27) и условие (1.10.24), получим линейные уравнения кинетики фазовых переходов, определяющие их интенсивность в зависимости от отклонения давления (не-ресжатия или перерасширения) от давления насыщения рз Т) или от отклонения температуры (перегрева или переохлаждения) от температуры насыщения Тд р). В частности, когда вторая [c.150]

Обращает на себя внимание следующее положение. Во всем интервале сверхкритических отношений P plPi процесс в расширяющейся части сопла обрывался, когда давление в струе достигало противодавления. Снижений давления до величин, меньших противодавления, иными словами присущего движению упругих сред явления перерасширения в жидкостно-паровом потоке не наблюдалось. Вид кривых 2, 3 и 4 (рис. 2) приводит к заключению, что при совпадении давления в струе с противодавлением поток отрывался от стенок сопла. [c.193]

Рассмотрим более подробно структуру потока в косом срезе решетки с суживающимися каналами лри сверхзвуковых скоростях (см. рис. 3.5). Если приближенно принять, что поверхность перехода (Мг = 1) совпадает с минимальным сечением межлопаточных каналов, то сверхзвуковые скорости достигаются в центрированной волне разрежения AB , возникающей на выходной кромке, падающей на спинку профиля в косом срезе и отражающейся от нее (рис. 3.5, а). Отраженная волна разрежения B FE взаимодействует с вихревым следом, ускоряет его и, если скорости в следе сверхзвуковые, пересекает его. Перерасширение потока в отра кен- [c.97]

Можно, таким образом, считать, что появление жидкой фазы заметно снижает восстановление кинетической энергии в диффузорах клапанов так же, как и в изолированных диффузорах (см. 7.1). Графики распределения давлений показывают, что для сухого пара и при невысокой начальной влажности кривые заметно расслаиваются, в особенности на диффузорных участках. Интересен и тот факт, что на входном участке диффузора перерасширение пара достигает больших значений, чем на обводе чаши, при отношениях давлений ва<0,8. При начальной влажности эта тенденция не меняется. С ростом начальной влажности расслоение кривых давлений по ба сохраняется, однако градиентность течения существенно уменьшается при уо>0. [c.245]

Приближенность выражения (5.33) обусловлена тем, что при его выводе не учитывались перерасширение потока в косом срезе на выпуклой части профиля п потери ккиетической энергии. При < Еа расширение пара происходит за пределами косого среза и поэтому распределение параметров в межлопаточном канале не тельно, не изменяются и силы, действующие на профиль, в частности, в окружном направлении. Стсюда следует постоянство величины Сщ = l os или os а . [c.93]

Краткое содержание. Оптическими методами проведено исследование двухмерных сверхзвуковых струй воздуха. С помощью интерферометра измерялось при различных числах Маха распределение плотностей на границе струи при полном расширении, а также в условиях перерасши-рения и недорасширения. Распределение плотностей представляется в виде функций ошибок. Для случаев полного расширения и недорасширения взаимодействие между пограничным слоем и ядром струи не имеет места. Расширение области струйного перемешивания при увеличении числа Маха уменьшается. Для случая перерасширения наблюдалось взаимодействие между пограничным слоем и скачком. Возникающий в этом случае скачок уплотнения был криволинейным, а поле потока за скачком — неоднородным. [c.72]

Различают три случая существования зоны смешения полуструи сверхзвукового потока полное расширение, недорасширение и перерас-ширение. В случае полного расширения (см. рис. 1) на выходе из сопла возмущений практически нет. В случае недорасширения (см. рис. 5) на выходе из сопла наблюдается клинообразная волна разрежения. При перерасширении (см. рис. 6) на выходе из сопла возникает косой скачок уплотнения. Было найдено, что характер струйного смешения для указанных трех случаев различен. Эти три случая рассмотрим раздельно. [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...