Волна ударная в сопле

Возмущения солнечные 125 Волна ударная в сопле 429 Волны расширения в выходном сечении сопла 433 Воспламенение 490 Воспламенитель 491 [c.721]

При стоячей ударной волне для анализа прямого скачка уплотнения используется такая же система уравнений, как и при одномерном течении в сопле с распреде.дением частиц по размерам, за исключением уравнения неразрывности, которое заменяется соотношением [c.336]

При сверхзвуковом течении в сопле с заданной геометрией возможно возникновение ударных волн. Поэтому воспользуемся методом сквозного счета. Он является обобщением на пространственный случай метода, изложенного в п. 1 6.3. Численный метод основан на применении явной разностной схемы второго порядка точности и процедуры сглаживания разностного решения. [c.175]

Скачки уплотнения можно получить не только в сопле Лаваля, Фронт скачка в виде ударной волны образуется также перед твердым телом, движущимся в газе со сверхзвуковой скоростью, или при [c.305]

В области, где параметры потока претерпевают быстрое изменение, например за ударной волной или в расширяющейся части сверхзвукового сопла, состояние газа может не соответствовать равновесному. Это связано с тем, что для установления равновесия смеси как по составу, так и по распределению энергии между различными степенями свободы молекул нужно конечное время. Такой процесс будет называться термодинамически неравновесным. [c.30]

С целью более подробного изучения структуры отсоединенных скачков исследовалось обтекание затупленных тел сверхзвуковым потоком влажного пара. Спектры обтекания поперечного цилиндра при различных начальных параметрах пара перед соплом показаны на рис. 7-14. Первые два спектра (рис. 7-14, а и б) относятся к обтеканию цилиндра потоком пара с мелкодисперсной влагой, выделяющейся в косых конденсационных скачках (пар на входе в сопло перегретый). В этом случае перед цилиндром возникает обычная отошедшая криволинейная ударная волна. Расстояние между передней критической точкой цилиндра и головным скачком увеличивается при снижении начального перегрева. [c.193]

Одним из способов такой борьбы является использование сверхзвукового диффузора, благодаря которому скачок во время запуска двигателя сначала садится на входное сечение, а затем перемещается вглубь входного сопла двигателя, теряя при этом свою интенсивность. Другой путь борьбы с головной ударной волной заключается в ее разрушении при помощи иглы, выдвигаемой навстречу сверхзвуковому потоку на входе в двигатель. Объяснение эффекта применения иглы выходит за рамки теории одномерного потока изложение соответствующей двумерной теории будет дано в гл. VI, 52. [c.137]

Впервые А. Стодола (1903), а затем Л. Прандтль (1904) на основе наблюдений установили, что в сопле Лаваля может осуществляться стационарное сверхзвуковое течение, и если давление на срезе сопла достаточно велико, то внутри сопла образуются скачки уплотнения . Тем самым была дана физическая картина течений в сопле Лаваля и найдена основа для построения теории сопел. В первых исследованиях сопла Лаваля, как и в других задачах механики газа того времени, ограничивались моделью одномерного сверхзвукового течения. Л. Прандтль (1904) только начал заниматься двумерной задачей распространения ударных волн. Ж. Адамар (1901) высказал лишь общие соображения относительно трехмерных разрывных потенциальных и вихревых течений газа. [c.315]

Процесс запуска в сопле. Падающая ударная ударная волна, направленная против течения, но [c.173]

Интересная особенность течения в сопле с цилиндрической обечайкой состоит в образовании на центральном теле местной дозвуковой зоны. Торможение потока вызвано его поворотом против часовой стрелки и уменьшением площади кольцевой трубки тока. Известно 14], что при сверхзвуковом обтекании произвольных задних кромок остроконечных тел вращения второй эффект становится определяющим. В пределах точности счета торможение газа происходило без образования ударных волн. [c.131]

Так, при обтекании тел с достаточно большой дозвуковой скоростью вблизи той части поверхности тела, где достигаются наибольшие значения скорости, образуется местная зона со сверхзвуковой скоростью. При обтекании сверхзвуковым потоком затупленных впереди тел между телом и отошедшей ударной волной возникает местная зона с дозвуковой скоростью. При ускорении газового потока в сопле Лаваля в узком сечении сопла происходит переход от дозвуковой скорости течения к сверхзвуковой. [c.383]

В заключение отметим, что все результаты 3, 4 без всяких изменений переносятся на сверхзвуковые подобласти М-области смешанного до- и сверхзвукового течения в соплах Лаваля (см. рис. 1.21, заштрихованы), кроме того, они могут быть перенесены на сверхзвуковую подобласть (примыкающую к телу) М-области смешанного течения за отошедшей ударной волной (см. рис. 2.9, заштриховано) — при рассмотрении этого течения в рамках потенциальной теории, т. е. при приближенном (асимптотическом) анализе при М о — без учета завихренности, [c.180]

Это обстоятельство широко используется в практике, например для ослабления вредного влияния ударной волны, образующейся на входе в сопло реактивного двигателя самолёта. На входе в сопло помещают так называемую иглу , вызывающую появление ряда косых скачков, чем осуществляется плавный переход набегающего сверхзвукового потока к потоку с дозвуковой скоростью. [c.262]

В предыдущих параграфах этой главы мы имели дело со слабыми периодическими ударными волнами в жидкости. При взрывах (когда возникающие давления оказываются значительно больше атмосферного давления), в явлениях детонации, сгорания газовых смесей, при движении газа со сверхзвуковой скоростью в соплах двигателей реактив- [c.406]

При малых и умеренных концентрациях частиц (рр < 10 их скорость можно рассчитывать в приближении одиночной частицы, т. е. не учитывать влияние частиц на параметры течения газа. Для такого расчета необходимо предварительно изучить как экспериментально, так и числено течение газа в соплах, течение от среза сопла до ударной волны, от ударной волны до преграды. Эти вопросы являются важными применительно к задаче оптимизации процесса ускорения частиц в сверхзвуковых соплах и оптимизации технологического процесса напыления. [c.35]

В газовой динамике внешних и внутренних течений различают еще два класса задач прямую и обратную. Прямая задача состоит в определении поля течения при заданной форме обтекаемого тела (для внешних задач) или канала (ддя внутренних задач) и заданных граничных условиях. Прямая задача сводится в общем случае к краевой задаче, для которой, как правило, не доказаны теоремы существования н единственности. Обратная задача состоит в определении поля течения при условиях, заданных на некоторой поверхности, и условиях в начальном сечении. При этом форма обтекаемого тела (или канала) не задана и определяется в процессе решения. Обратная задача сводится к задаче Коши. В обратных задачах о течении за отошедшей ударной волной задается форма ударной волны и в процессе решения находится форма обтекаемого тела. В обратной задаче теории сопла задается распределение скорости, например, па оси сопла, а поверхность сопла определяется в процессе решения. [c.34]

М вдоль цилиндрического участка. В начальной части цилиндрического участка М уменьшается (течение сжатия), затем увеличивается, а далее вновь уменьшается, что соответствует колебательному характеру распространения малых возмущений в соплах и решению, представленному в гл. 3. Наличие области сжатия приводит к пересечению характеристик 2-го семейства, выходящих из точек контура, и образованию ударных волн. Значительное торможение потока в начале цилиндрического участка может привести к отрыву пограничного слоя в этой области. Течение на [c.156]

Возникающая в точке сопряжения ударная волна может многократно отражаться от оси и стенки сопла. Интенсивность ее при приближении к оси симметрии расчет, а далее вниз по потоку уменьшается из-за влияния волн разрежения. В большинстве случаев интенсивность волны невелика. Наличие ударной волны впечет за собой немонотонность в распределении параметров по сечениям. [c.168]

В соплах возникают ударные волны. В течении же от источника на дугах окружностей, проведенных из центра источника, все газодинамические параметры постоянны, а вектор скорости направлен по лучам, выходящим из центра источника. Наиболее сильное отличие наблюдается в окрестности минимального сечения сопла, где происходит интенсивный разгон потока. Затем в окрестности точки сопряжения образуются волны сжатия, уменьшающие скорость потока. Далее вдоль контура вновь происходит разгон потока с последующим торможением в месте пересечения ударной волны с контуром сопла. [c.170]

Обычно для запуска сверхзвукового сопла на его входе создается ступенчатый перепад давления. Это делается или посредством разрыва диафрагмы, расположенной в некотором сечении цилиндрической трубы, примыкающей к соплу и разделяющей области высокого и низкого давления, или с помощью ударной волны, движущейся по трубе в сторону сопла. Оба способа запуска соответствуют заданию стационарных граничных условий на входе в сопло, поэтому вначале нестационарный процесс движения газа в сопле со временем стабилизируется. [c.242]

Подчеркнем, что возможность получать в области критического сечения сопла давление, большее, чем на входе, может быть использована в соплах, работаюш их в импульсном режиме, для увеличения тяги. Заметим в связи с этим, что в плоских соплах этот эффект не наблюдается ни при каких начальных перепадах давления. Для плоских сопел характерна еш е одна особенность это отсутствие областей возвратного течения. Оба отмеченных факта связаны с тем, что для плоских сопел характерца меньшая интенсивность ударных волн. [c.248]

Приведенные выше уравнения являются основными для всех одномерных газодинамических систем в режиме стационарного течения. Последние включают течение в соплах, течение Фанно и ударные волны. Для иллюстрации рассмотрим течения в соплах. Течение Фанно, или течение смесей в трубе постоянного сечения с трением на стенках, исследовалось аналитически и экспериментально [834, 835]. [c.300]

Характер перехода запыленного газа через фронт ударной волны представляет интерес для определения потерь при перерас-ширении продуктов сгорания, содержащих твердые частицы, в сопле, определения силы атомного взрыва и с точки зрения возможности определения коэффициента сопротивления частиц пыли (разд. 2.1). Соответствующие исследования проведены [c.336]

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]

Однако для того, чтобы построить физически осмысленное решение, необходимо убедиться еще, что в области течения между ударной волной и поверхностью слабого разрыва нет предельных линий и, следовательно, линии тока не имеют точек возврата. В следующем пункте построен конкретный пример течения сжатия в сопле специальной формы с кольцеобразным сечением и тем самым показано, что класс течений (1.18), продолжимых до г = О с X 0 и без предельных линий, непуст. [c.137]

Несколько по-иному развивались работы по сверхзвуковой аэродинамике. Здесь, как и в начале века, основными проблемами были общие вопросы теории ударных волн, разработка эксперимв стальных методов, исследование течений в соплах, диффузорах, изучение обтекания тел вращения, а с 40-х годов появилась новая задача сверхзвукового обтекания крыльев. [c.326]

На рис. 44 показана схема структуры струи при низкочастотных осцилляциях, при давлении воздуха в сопле 3 ати в фазе разгрузки резонатора. Слева расположено основное сопло, а справа — так называемое пульсационное сопло (резонатор), соединенное с емкостью большого размера (10 д), предназначенной для снижения частоты пульсаций. Резуль-тируюш,ий поток воздуха, образованный при столкновении основной и пульсационной струй, имеет колоколообразную форму и направлен в сторону пульсационного сопла. Косой скачок, возникающий в зоне столкновения, обозначен Жх он совершает колебательные движения вдоль оси струи, тогда как поверхность струи колеблется в перпендикулярном направлении. За первым скачком наблюдается еще несколько косых скачков, что указывает на сверхзвуковой характер течения. В первый момент разгрузки у пульсационного сопла возникает вторая (слабая) ударная волна Жц, которая движется по направлению к основному соплу, но вскоре исчезает. Гартман отметил, что пульсационные явления в струе возникают начиная с некоторого значения при меньших расстояниях между соплами подобных осцилляций не наблюдается. При давлениях меньше критического Р 0,9 ати) ударные волны вырождаются, но в некотором диапазоне расстояний I колебания струи сохраняются. [c.67]

В тепловой трубе с постоянным диаметром парового канала поток ускоряется и замедляется из-за подвода пара в испарителе и отвода в конденсаторе. Изменение скорости в сужающе-расширяющемся сопле происходит вследствие течения с постоянным массовым расходом через изменяющееся сечение, в то время как изменение скорости в тепловой тдубе происходит вследствие изменения массового расхода потока при постоянном сечении канала. В сужающейся части сопла давление падает, в результате чего растет скорость потока (рис. 3.2). В расширяющейся части сопла скорость может продолжать расти и достигнуть сверхзвукового значения или может снова произойти сжатие потока, что вызовет восстановление давления и снижение скорости. Степень восстановления давления зависит от величины противодавления. Кривая А соответствует дозвуковому потоку с выходным давлением Ра-Давление уменьшается, а скорость увеличивается вплоть до горловины. В расширяющейся части происходит восстановление давления и снижение скорости потока. Если противодавление снизить до значения Ръ, то в горловине поток приобретает звуковую скорость и достигается максимальный массовый расход. Такие условия считаются критическими или запирающими, и дальнейшее снижение противодавления не приведет к увеличению скорости потока. Когда давление уменьшится до значения Рс, скорость в расширяющейся части становится сверхзвуковой и восстановление давления- часто носит характер ударной волны. Существует одно значение Рв, для данного отношения площадей, при котором происходит непрерывное ускорение газа по длине расширяющейся части. Снижение противодавления ниже этого значения не влияет на условия течения в сопле. [c.81]

Обширный обзор и правильное представление об отрыве потока, вызванном скачком уплотнения, а также о его влиянии на крылья и способах его предотвращения приведены в работе Пирси [2]. Холдер и Гэдд [3] исследовали взаимодействие ударной волны с пограничным слоем и связь с донным давлением. Фрэзер и др. [4] экспериментально исследовали отрыв потока в соплах при сверхзвуковых скоростях. Краткий обзор, посвященный отрыву газа с акцентированием внимания на гиперзвуковом диапазоне скоростей, был сделан Кауфл1аном и др. [5]. Так как практические аспекты проблемы отрыва выходят за рамки этой главы, заинтересованный читатель может обратиться к цитированной литературе. [c.231]

На рисунке для четырех значений времени, отнесенного к г и отсчитываемого от момента погасания детонационной волны, приведены распределения безразмерного давления по х вдоль камеры сгорания и сопла, суммарная длина которых взята за линейный масштаб. Для = О изображенное распределение р показывает детонационную волну непосредственно перед ее погасанием (мгновенным в рассматриваемом приближении). Два следующих момента отвечают временному интервалу с ударной волной. Для 1 = 0.52 на рисунке показано эаснределение давления, отвечающее распространению по камере сгорания детонационной волны. В нижней части рисунка со шкалой справа дано принятое в расчете распределение Е = Е х) камеры сгорания и сопла. Согласно выполненным расчетам, за исключением небольшой окрестности запуска детонационная волна распространяется в режиме Чепмена-Жуге. Это же видно из рисунка. На ней к детонационной волне примыкает волна разрежения. [c.108]

Здесь число Маха Min определяется по замороженной скорости, звука. Отношение плотностей до и после ударного фронта можно получить из формулы (2.3.7), положив в ней ei h hf и задав hje в соответствии с состоянием газа за ударной волной. Пусть это состояние будет равновесным. Тогда при hflh O получим формулу (2.3.6). В другом предельном случае набегающего потока, замороженного относительно равновесных параметров за прямой ударной волной (в принципе это возможно в сопле высокотемпературной аэродинамической установки), состав и состояние газа не изменятся при переходе через ударную-волну н ==(у/—1)/(y/+1)- [c.62]

Пусть теперь ударная волна распространяется по газу, пребывающему в неравновесном состоянии. Такая ситуация возможна при обтекании тел сложной формы, когда внутри возмущенной области возникают скачки уплотнения, или иг и обтекании тела в высокстемтерагурной установке, в сопле которой газ может быть заморожен и т. д. При этом газ перед ударной волной люжет быть заморожен относительно более горячего или более холодного состояния, со скрытой теплотой /г/ ооответственнс большей или меньшей равновесной (причем, это расхождение может быть значительным, порядка величины энтальпии торможенпя). [c.64]

Рассмотрим теперь более детально характерные режимы течения в сопле, двигаясь постепенно от входного участка до выходного сечения. Будем считать, что течение в сопле не содержит ударных волн и других участков резкого изменения параметров газа. Относительно параметров г, Т , Гуаг не будем делать каких-либо априорных предположений. [c.121]

В аэродинамическом оксперкментс применяются ударные аэродинамические трубы, в к-рых сжатый и подогретый ударной волной гая поступает через сверхзвуковое сопло в рабочую часть, где устанавливается испытуемая модель. При расширении в сопле теми-ра газа снижается, а скорость и число Маха растут. [c.232]

Таким образом, изоэнтропическому течению в дозвуковой и сверхзвуковой частях до места возникновения ударной волпы соответствует кривая р=р (Р) при ( = 1, 0 = 1 до точки а. Затем прямая ударная волна переводит поток в состояние Ь на кривой Q = I и а = Он. За ударной волной течение продолжается как изоэнтропи-ческое дозвуковое течение торможения, в котором давление возрастает по направлению к выходному сечению сопла до давления Ра. Давление торможения в этой области меньше, чем до ударной волны, поэтому критические параметры р 2 и р 2 будут отличаться от соответствующих величин па входе в сопло, в то время как критическая скорость остается непрерывной на ударной волне. [c.45]

Сверхзвуковое течение в сопле с заданным контуром может сопровождаться ] 0знпкн0вением ударных волн, поэтому для его расчета целесообразно использовать методы сквозного счета. Ниже мы рассмотрим два таких разностных метода, которые являются обобщением методов, изложенных в предыдущем параграфе, на случай стационарных течени . [c.94]

Различие в величине давления в действительном течении и в течении от источника уменьшается вниз по потоку, однако на значительной длине сопла оно достаточно велико и может составлять 10- 15% Этот факт необходимо иметь в виду при проведении зкспериментальных исследований неравновесных течений, так как неравновесные процессы приводят к изменениям давления такого же порядка. На величину отклонения параметров действхетельного течения и течения от источника основное влияние оказывает угол и значение с их увеличением растут и отклонения. При малых 0 и у течение в целом мало отличается от течения источника, однако даже для сопла с Ол = 5 в окрестности ударной волны различие в давлении достигает 10 % [c.170]

В общих чертах процесс запуска сопла протекает следующим образом. Во входном сечении мгновенно при возникновении распада произвольного разрыва происходит увеличение скорости и падение давления. Затем до момента времени i а 8 устанавливается стационарное втекание со скоростью звука, так как газ из ресивера поступает в отверстие и ускоряется до скорости звука. Если бы труба была цилиндрической, то такой режим течения существовал бы иостоянно. Однако из-за сужения сопла формируется отраженная ударная волна, которая движется навстречу потоку и достигает входного сечения при i = 8. В отраженной ударной волне происходит увеличение давления почти до давления в ресивере, а сама волна уходит в ресивер. Далее от входного сечения движется к минимальному сечению волна разрежения, которая, отражаясь от стенок, может порождать чередующиеся волны сжатия и разрежения, однако существенно меньшей интенсивности, чем первая отраженная волна. С течением времени интенсивность волн уменьшается и асимптотически происходит выход на стационарное значение. [c.247]

Выходного сечения падающая ударная волна достигает при i = 1,2 в дальнейшем наблюдается увеличение давления, что связано с подходом к выходдому сечению волн сжатия, которые в соплах с большей степенью расширения формируют обращенную ударную волну. Далее развитие течения во времени определяется последовательным приходом в выходное сечение волн разрежения и сжатия. [c.247]

В работах [177, 178, 218] показапо, что при подводе тепла в трансзвуковой области сопла при числе Маха, большем единицы, возможны три характерных режима течения, кроме обычного стационарного режима, описанного в предыдущем разделе. В первом режиме спонтанная конденсация приводит к повышению давления II температуры и уменьшению числа Маха потока до единицы. В этом случае непрерывное течение может не существовать и возникает стационарный режим с ударной волной, вызванной конденсацией. Вниз но потоку от ударной волны располагается область дозвукового течения, в которой переохлаждение несколько меньше, чем перед ударной волной, но оно обеспечивает дальнейший рост образовавшихся зародышей. Режимы со стационарной ударной волной обнаружены экспериментально. Во втором, у кз нестационарном режиме течения ударная волна образуется в сверхзвуковой части сопла, перемещается сначала вверх, а затем вниз по потоку и далее затухает, затем образуется новая ударная волна и процесс периодически повторяется. В первых двух режимах течения расход газа остается неизменным, поскольку ударные волны не проходят в дозвуковую часть сопла. Наконец, при третьем режиме течения не-рнодически образующиеся ударные волны перемещаются в дозвуковую часть сопла, теченпе становится существенно нестационарным и сопровождается периодическими пульсациями газодинамических параметров, а также расхода. [c.327]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...