Сопло отрыв потока от стенок

Обращению знака неравенства сопутствует отрыв потока от стенок сопла. В наших опытах, проведенных со шлифованными соплами (знак обработки внутренней поверхности V 9, угол раствора 2а = 10°), отрыв возникал при массовой скорости wQ порядка 3-10 кг -сек. При сравнительно высокой для конденсированной среды скорости движения и резком снижении давления вполне вероятно выделение из жидкости растворенных в ней газов. Это обстоятельство может способствовать отрыву потока от стенок канала. Заметим, что аналогичные явления — отрыв от стенок и возникновение затяжной зоны пониженных давлений — наблюдались и в опытах [3], проводившихся с соплами несколько иной конфигурации. [c.191]

Как следствие, если требуется широкий диапазон регулирования тяги, необходимо изменять давление в камере или массовый расход топлива. Так как зависимость Ср от рк невелика, можно допустить, что величина тяги пропорциональна давлению в камере сгорания. Нужно, однако, помнить, что на малых высотах уменьшение рк может вызвать отрыв потока от стенки сопла. С другой стороны, не следует забывать и о квадратичной зависимости перепада давления на форсунках от расхода [c.212]

Однако возможность расширения газа в точном соответствии с изменением сечения реализуется редко. В реальных соплах с большим углом расширения, а также с шероховатой поверхностью стенок происходит отрыв потока от стенок сопла в том сечении, где давление [c.184]

Следует заметить, что коэффициенты расхода ц, расширяющихся решеток при изменении режима работы практически остаются постоянными, так как их значения зависят от формирования пограничного слоя в минимальном сечении, т.е. от процессов в суживающих частях сопл, которые практически не изменяются от режима к режиму. Коэффициенты скорости ф определяются процессами, протекающими по всей длине сопловых каналов и в особенности в расширяющейся части. Большие потери энергии возникают, когда в расширяющейся части канала расположены скачки уплотнения, часто вызывающие отрыв потока от стенок канала, поэтому в этих режимах коэффициенты скорости существенно меньше, чем в расчетном режиме работы сопла, при котором потери энергии в сопле минимальные, а коэффициент скорости максимальный. [c.78]

У—У—критическое сечение, 2—2—сечение, в котором происходит отрыв потока от стенки, < —< —выходное сечение сопла, 4— граница газовой струи. 5—косой скачок уплотнения, б—зона давления ниже атмосферного, 7— атмосферное давление, 5— область невозмущенного потока [c.95]

В случае течения реального газа из-за наличия пограничного слоя картина течения при перерасширении потока в сопле будет несколько другой по мере увеличения перерасширения система скачков, деформируясь, в некоторый момент уходит в глубь сопла, вызывая при этом отрыв потока от стенки. [c.18]

Давления в КС и в атмосфере, при которых наступает отрыв потока от стенки сопла [c.26]

На рис. 223 показана фотография невозмущенного потока сжатого воздуха, входящего в сопло при давлении около 7 ama и расширяющегося до давления в 1 ama. В области сверхзвуковой скорости отчетливо видны в виде тонких полос перекрещивающиеся установившиеся звуковые волны. Эти волны получились особенно четкими и частыми потому, что стенки сопла были намеренно сделаны шероховатыми при помощи напильника. Измерение угла, под которым пересекаются волны, позволило определить отношение — в разных точках сопла. Значения скорости W, вычисленные по теоретическим формулам, оказались хорошо совпадающими с измеренными значениями . На рис. 224 изображена фотография потока, в котором звуковая скорость не достигается р2 > Рв), В ЭТОМ потоке плотность уменьшается вплоть до самого узкого поперечного сечения, а затем начинает увеличиваться. Установившиеся звуковые волны не возникают ни в одном месте сопла. На рис. 225 показана фотография скачка уплотнения (р2 < Рв)- Отчетливо видны первые установившиеся звуковые волны перед скачком уплотнения после же скачка уплотнения все поле потока затемнено — скорость течения здесь везде меньше скорости звука. На рис. 226 показана фотография скачка уплотнения при еще меньшем противодавлении. В этом случае происходит отрыв струи от стенок сопла и образуются перекрещивающиеся косые скачки уплотнения, позади которых распространяются звуковые волны. Каждая отдельная волна давления на рис. 226 идентична с соответствующей волной на рис. 223, что опять подтверждает сказанное в 3 как только в потоке устанавливается звуковая скорость, всякого рода возмущения давления не передаются вверх по течению. [c.372]

Нужно отметить, что действительная картина обтекания профиля и течения в сопле может заметно отличаться от описанной выше в той области, где вблизи стенки поток замедляется. В такой области из-за влияния вязкости в пристенном пограничном слое может произойти отрыв потока от обтекаемой стенки, существенно нарушающий описанную картину течения идеального газа. [c.390]

В ряде случаев необходимо знать значения тяги камеры на режимах работы сопла с отрывом потока от стенки -участок дроссельной характеристики при давлении в камере Рк отр спользуя общее выражение тяги (1.8), тягу на режиме отрыва можно представить как [c.22]

В технических приложениях мы чаще всего сталкиваемся с задачами теплообмена, в которых происходит не изолированное развитие теплового пограничного слоя, а совместное развитие гидродинамического и теплового пограничных слоев. В литературе имеется несколько работ, посвященных решению этой задачи. Решения проводились преимущественно интегральными методами, так как в принципе эта задача подобна задаче теплообмена при развитии турбулентного пограничного слоя на наружной поверхности тела. Однако первая задача дополнительно осложняется тем, что на развитие турбулентного пограничного слоя сильно влияют условия на входе в трубу. Если вход в трубу выполнен в виде хорошо спрофилированного сопла, формирующего профиль скорости во входном сечении, близкий к однородному, и если на входе имеется турбулизатор пограничного слоя, то развитие полей скорости и температуры в начальном участке близко к расчетному. Такие условия на входе специально создаются в лаборатории, а на практике встречаются довольно редко. Если не проводить искусственную турбулизацию пограничного слоя, на стенке будет развиваться ламинарный пограничный слой. В зависимости от числа Рейнольдса и степени турбулентности главного потока ламинарный пограничный слой может стать стабилизированным прежде, чем произойдет переход к турбулентному пограничному слою. В промышленных теплообменниках вход в трубу выполнен обычно далеко не в виде сопла. Значительно чаще вход представляет собой внезапное сужение. Во многих теплообменниках перед входом в трубки имеются колена. В любом случае на входе происходят отрыв потока и интенсивное образование вихрей, распространяющихся вниз по течению. Это значительно интенсифицирует теплоотдачу по сравнению с теплоотдачей к развивающемуся турбулентному пограничному слою, когда турбулентные вихри образуются только на стенке трубы. [c.235]

Кроме того, отрыв потока зависит от местных условий на стенке сопла. Поток отделяется от стенок тогда, когда давление окружающей среды в 2,5- 3,5 раза превышает давление на стенке в сечении непосредственно перед местом отрыва потока. Для профиля стенки сопла, дающего возможность получить оптимальную тягу, рассчитанного по методу Pao, величины давлений на стенке в районе выходного сечения, полученные расчетным путем, значительно выше, чем давления, соответствующие одномерному случаю движения газа при тех же степенях уширения сопла. Таким образом, поток, движущийся по профилированному соплу, не будет [c.96]

На неавтомодельных режимах течения при возникновении отрыва потока в осесимметричных соплах в сечении отрыва возникает кольцевая линия (или точнее, зона) отрыва, обнаруживаемая визуализацией течения, например, методом саже-масляного покрытия. Давление на внутренней поверхности сверхзвукового сопла в зоне отрыва может быть как постоянным, так и не постоянным по мере приближения к срезу сопла оно стремится к уровню статического давления в окружающей среде. Это следует из кривых распределения давления как осесимметричного, так и трехмерных сопел на неавтомодельных режимах течения (рис. 6.5-6.8). На примере осесимметричного сверхзвукового сопла (рис. 6.5) по отклонению характера распределения давления от автомодельного видно, как с уменьшением тг отрыв потока перемещается внутрь сопла к критическому сечению и при тг < 2 этот отрыв происходит практически сразу же за критическим сечением сопла (х < 0,2). По кривым распределения давления при этом видно также, что в отрывной зоне еще происходит рост статического давления по длине сопла по мере приближения к срезу сопла это косвенно свидетельствует о достаточно интенсивном вихревом движении в узкой образовавшейся отрывной зоне непосредственно за критическим сечением между стенкой сопла и границей струи. [c.269]

Если сопло с косым срезом работает при нерасчетном отношении давлений (когда турбина работает на переменных режимах), то несколько меняется угол отклонения струи и значение выходной скорости Швых- Однако при этом, как правило, не возникают ни отрыв потока от стенок сопла, ни скачок уплотнения в сопле сопло с косым срезом автоматически приспосабливается к изменению режима работы. Потери энергии при работе сопла с косым срезом на нерасчетном режиме оказываются значительно меньшими, чем в сверхзвуковом сопле с прямым срезом. [c.186]

Давления равны р =рц, причем рн немного меньше рв. Здесь возможен отрыв потока от стенок сопла. В хорошо выполненных соплах отрыва потока нет. В этом случае изоэнтропи- [c.203]

Из этих режимов наиболее сложными для расчета характеристик тяги и удельного импульса являются режимы с большим перерасшире- нием, при которых возникает отрыв потока от стенки сопла. Дело в том, что приведенные выше соотношения тяги и удельного импульса в этом случае оказываются непригодными для расчета. [c.17]

Аналогичный характер влияния радиуса скругления контура Т 2 на коэффициент расхода можно наблюдать и для плоских сопел (рис. 3.14а). В целом, экспериментальные данные показывают, что если в плоских или пространственных соплах переходный участок от круглого входного сечения до прямоугольного критического сечения выполнен таким образом, чтобы исключить отрыв потока от стенок переходного канала, то коэффициенты расхода плоских (прямоугольных) сопел в пределах 0,5% ниже, чем у эквивалентных осессиммет-ричных (или круглых) сопел, т. е. отличие коэффициентов расхода плоских и круглых сопел можно сделать небольшим (рис. 3.146). [c.77]

Правее т. 3 сопло работает на автомодельном режиме течения (тг >тГсотр) т. е. когда при изменении тг относительные профили полей давлений, скоростей и температур подобны при этом величины относительного импульса и коэффициента скорости ф остаются постоянными. При уменьшении тГс < тГс отр в реактивном сопле наблюдается отрыв потока от стенок сопла, подобие течений в нем нарушается и коэффициенты и ф в этой области течения уже не остаются постоянными. При этом, чем меньше тг , тем больше скачок уплотнения, за которым происходит отрыв потока от стенок, и сама точка отрыва приближаются к критическому сечению (переход от позиции 2 к позиции 1). В образовавшихся скачках уплотнения (1 и 2 на схеме) происходит повышение давления до давления в окружаюгцей среде. Возникновение [c.83]

Экспериментальные исследования работы сопла в условиях пе-рерасширения показали, однако, что работа сопла на этом режиме возможна только до определенных минимальных давлений на срезе сопла. Считают, что при падении давления на срезе сопла, %о величины, меньшей, чем ОДч-0,2 от давления в окружающей среде, нормальный режим перерасширения нарушается, происходит,отрыв потока от стенок сопла и часть сопла становится нера- тающей. Естественно, что все наши формулы, выведенные из уусловий, что работает все сопло, перестают быть с этого момента -годными, так как становится неопределенным сечение сопла,. в котором происходит отрыв потока. [c.118]

Потери, возникающие вследствие отрыва потока от стенок. В расширяющейся частн сопла вследствие отрыва потока от стенок могут возникать завихрения. В свою очередь отрыв потока от стенок может происходить по двум причинам. [c.300]

Длину /[ сужающейся части сопла выбирают минимальной в целях уменьшения потерь на трение. Длина расширяющейся части сопла 4 определяется допустимым углом раскрытия а = = 10- -12°. Большие значения а вызывают отрыв струек потока от стенок сопла и образование вихрей. При меньших значениях а значительно увеличивается длина расширяющейся части сопла 4, что усложняет изготовление и увеличивает иогери на трение между потоком и стенками соила. [c.16]

Снижение противодавления, а следовательно, и увеличение скорости течения изменяет поведение потока, во всяком случае вблизи пережима сопла. При относительных противодавлениях Pnp/Pi от 0,58 и ниже в месте перехода к расширяющемуся участку канала возникал отрыв струи от стенок сопла. На существование отрыва указывает наличие области примерно стабильного давления, начинающейся от сечения горла и распространяющейся в сторону выходного среза. Скорость в горле при отрыве потока составляла около 30—32 м1сек, число Рейнольдса Re % [c.190]

При закрутке потока по закону твердого тела в зависимости от начальных условий возникают замкнутые или незамкнутые зоны возвратного тока вблизи стенки сопла. Причина их возникповепия связана с наличием положительного градиента давления в области перехода от цилиндрического к сужающемуся участку сопла (см. 4.1), величина которого значительно возрастает из-за существования центробежных сил, вызванных закруткой потока. С ростом закрутки наступает переход через так называемое критическое значение интенсивности закрутки (соответствующее числу Гг =1,92), при котором происходит отрыв потока и возникновение в пристеночной области в дозвуковой части сопла зоны с возвратным течением. Мощный тороидальный отрыв потока вблизи стенки наблюдался в работе [51], когда начальная закрутка осуществ.иялась но закону твердого тела. Области с возвратным течением на оси и стенке сонла возникают и при других законах вращения потока. [c.208]

Третья группа режимов характеризуется значительными потерями энергии. Наряду с волновыми потерями в скачках возникают лотери вследствие отрыва потока от стенок сопла. Отрыв солровождается образованием вихрей и характерным подсосом газа из окружающей среды. [c.358]

Если же сопло выполнено с малым углом расширения и имеет достаточно гладкие стенки, то отрыв потока может и не произойти. В этом случае газ продолжает расширяться, увеличивая свою скорость и уменьшая давление ниже значения рср. Если перерасширение невелико, то газ выходит в окружающую среду со сверхзвуковой скоростью, однако, поскольку давление в струе газа меньше давления в среде, происходит обжатие струи, уменьшение ее сечения, а давление повышается от рвых до Рср в так называемых скачках уплотнения (см. 10.2), вид которых показан на рис. 9. 9. [c.184]

ОТ области 2 к области 3 характеризуется значением тг отр начиная с которого сверхзвуковое течение достигает среза сопла и отрыв потока со сверхзвуковых стенок устраняется. При тг = отр реактивная струя максимально перерасши-рена в стенках сопла, статическое давление на срезе сопла минимальное при безотрывном течении в сверхзвуковой части, тяга сопла минимальна, а [c.64]

Сверхзвуковое сопло и сопло с центральным телом на режиме истечения недорасширенной реактивной струи и в некотором диапазоне на режиме перерасшрения имеют одинаковую величину коэффициента тяги (при 7Г,> 10). При 71с < 10 в сверхзвуковом сопле Лаваля, как уже было рассмотрено выше, имеет место течение с перерасширением реактивной струи без отрыва потока от твердых стенок до тг отр — 3, что приводит к снижению коэффициента тяги. Поскольку сопло с центральным телом не имеет расширяющихся сверхзвуковых твердых стенок, то отсутствует и перерасширение струи, которое имеет место для сопел Лаваля при < срасч- Непосредственно за критическим сечением струя имеет свободную границу, на которой статическое давление [c.86]

С ростом давления (или степени понижения тг ) уровень статического давления на стенке дозвуковой и сверхзвуковой части в целом монотонно возрастает по отношению к давлению в окружаюгцей среде (рис. 3.61а). Поскольку течение в большей части сверхзвукового сопла и в дозвуковой части автомодельное, т. е. не зависит от давления в окружающей среде, то в этих областях сопла статическое давление на стенке, отнесенное к полному давлению в сопле, не зависит от величины тг , за исключением области в районе среза сопла при небольших перепадах давления 71 3,75 (рис. 3.616). Как видно на рис. 3.61а, так и рис. 3.616 при тг < 3,75 для рассматриваемого варианта сопла в сверхзвуковой части у среза возникает отрыв потока, который сопровождается повышением давления до давления в окружающей среде. С уменьшением величины 71 отрыв потока все больше перемещается внутрь сопла от среза к критическому сечению. Характерно, что при степени понижения давления Пс меньше критического значения (тг < 1,89 для = 1,4) в связи с наличием угловой точки в критическом сечении имеет место значительный локальный разгон потока до сверхзвуковой скорости (до чисел 1,75), характеризующийся резким снижением статического давления в районе критического сечения с последующим торможением потока и ростом давления в возникающем за критическим сечением скачке уплотнения (см. схему на рис. 3.60а). После достижения некоторой максимальной величины, давление на стенке сопла снова начинает уменьшаться в связи с общим разгоном потока в сверхзвуковой части, как это имеет место в обычных сверхзвуковых соплах. [c.125]

Влияние охлаждения турбулентного пограничного слоя в интервале температур от —18 до —85° С (что соответствует TJTs = = 0,96—0,75) на отрывное течение было экспериментально исследовано Чернецки и Синклером 168] при М о = 1,61 в интервале чисел Рейнольдса от 11,6-Ю до 34,8-10 , вычисленных по расстоянию от носка модели до точки отрыва и условиям в невозмущенном потоке. Результаты показывают, что влияние теплопередачи на пик давления, связанный с отрывом на теле вращения, очень слабо сказывается или почти не сказывается на угле наклона скачка уплотнения, вызываемого отрывом. Изменение условий теплообмена на стенках сверхзвукового сопла Лаваля за счет изменения температуры торможения не оказывает существенного влияния на отрыв [69]. [c.157]

При большом 7с и малых г// кр в сужающейся части сопла линии тока искривляются и сужаются и скоростй газа интенсивно нарастают тем в большей степени, чем ближе расположены слои к стенкам. Поэтому поверхность перехода =1 во внешних слоях потока располагается до горла в сужающейся части сопла, а в области оси сопла—за горлом (пунктир на схеме сопла рис. 15.23). Отклонение скорости газа от критического значения в узком сечении (в области оси А,<1, во внешних слоях Х>1) приводит к снижению расхода по сравнению с идеальным, так как (1)> (Л, 1). Кроме того, при больших Y и малых г// кр возможен местный отрыв пограничного слоя и образование местных косых скачков уплотнения, из-за сужения ряда трубок тока сверхзвукового течения, [c.308]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...