Горловина сопла

Рис. 1.8. ЖРД, стенка 1 горловины сопла которого охлаждается компонентом топлива, прокачиваемого сквозь проницаемую вставку 2 (пат. 4245469 США)

Все значения ц. взяты в автомодельной области (для чисел Рейнольдса, подсчитанных по параметрам потока перед соплом и диаметру горловины сопла, порядка Rd = 10 -1-10 ), когда они перестают зависеть от числа Рейнольдса. [c.434]

Тугоплавкие покрытия применяются для защиты таких элементов конструкции, которые в процессе работы не должны изменять своей формы и размеров. К таким элементам относится, например, горловина сопла ракетного двигателя, [c.469]

Предположим сначала, что внешнее давление р настолько велико, что скорость течения не достигает в самом узком сечении сопла скорости звука, т. е. Юг Как было показано выше, в этом случае в самом узком сечении сопла ю/йХг = О, т. е. скорость течения газа достигает в горловине сопла максимума. Но так как слева от горловины, т. е. в суживающейся части сопла, скорость течения возрастает, оставаясь дозвуковой, то и после наиболее узкого сечения, т. е. в расширяющейся части сопла, скорость течения также является дозвуковой, причем с удалением от наиболее узкого сечения скорость будет убывать, а давление газа возрастать. [c.314]

Полный расход рабочего тела в единицу времени (О ), в силу неразрывности потока, имеет одну и ту же величину во всех сечениях вдоль оси потока следовательно, наибольшая массовая скорость (и ,р = ц ) всегда устанавливается в самом узком сечении сопла (горловина сопла Г = ( ). [c.77]

В критическом сечении (горловина сопла, Г = Гр) поток из суживающего становится расширяющимся, в связи с чем горловина сопла приобретает свойства стабилизированного сечения. [c.80]

Пусть начальная часть канала (сопла) выполнена суживающейся, а конечная часть — расширяющейся (рис. 4.32). Если скорость течения газа на входе в сопло меньше скорости звука во входном сечении сопла, то в суживающейся части сопла течение газа происходит с ускорением. Для наиболее узкой части (горловины) сопла, где dQ/dx = О, левая часть уравнения (4.64) обращается в ноль [c.343]

Рассмотрим первый случай. Так как w изменяется непрерывно, то, если в горловине сопла ш < с, скорость w [c.343]

В некотором сечении расширяющейся части сопла х — х при р а > >Ря давление газа может стать меньше давления окружающей среды р а (точка 2), а ниже (по течению) точки 2 давление резко (скачком) возрастает (процесс 2-3). За скачком давления скорость потока резко (скачком) уменьшается и может стать дозвуковой. По мере роста давления скачок входит глубже в расширяющуюся часть сопла и при некотором давлении достигает горловины сопла, где исчезает. Давления в промежуточных сечениях сопла за скачком (вниз по потоку) нельзя определить по вышеприведенным формулам. Часть сопла справа от сечения х — х (рис. 71, а) работает как диффузор, в котором давление поднимается по линии 3 4, [c.243]

Vi — удельный объем пара, м кг do — диаметр горловины сопла, мм. [c.229]

Инженерные приложения конвективного тепло- и массообмена весьма разнообразны. Например, при расчете теплообменников задача сводится к определению тепловых потоков, передаваемых от одного теплоносителя к другому через разделяющую стенку. Для вычисления температуры охлаждаемой потоком воздуха лопатки турбины или горловины сопла ракеты требуется провести расчет только конвективного теплообмена. Однако если лопатка или горловина сопла охлаждаются подачей жидкости через пористую стенку, то необходим также расчет массопереноса. Когда для защиты поверхности от высокотемпературного газового потока используется испарение или выгорание самого материала стенки (абляция), перед нами другая комбинация процессов конвективного тепло- и массопереноса. Аэродинамический нагрев скоростных самолетов также определяется процессом конвективного теплообмена. Если развивающиеся при этом температуры столь высоки, что газ диссоциирует, возникают градиенты концентрации, и процесс теплообмена осложняется массопереносом. Действие пращевого психрометра тоже основано на комбинации процессов тепло- и массопереноса. Горение летучих топлив в воздухе представляет собой процесс тепло- и массообмена с химическими реакциями в зоне переноса. [c.18]

Искомыми же величинами для расширяющегося сопла (Лаваля) являются 1) минимальное сечение в самом узком месте (горловине) сопла /мии 2) сечение сопла при выходе пара /г 3) длина расширяющейся части сопла. [c.204]

Из примера 5-4 видно, что скорость выгорания горловины сопла станет предельно большой тогда, когда температура поверхности раздела возрастет до уровня, оправдывающего допущение равновесия. При таком темпе выгорания диаметр сопла всего за 5 сек увеличился бы в 2 раза. На практике скорость выгорания может оказаться меньшей, чем расчетная, так как при кратковременном характере горения эффекты нестационарной теплопроводности внутри сопла будут способствовать охлаждению границы раздела. Тепло отдается также излучением в окружающую среду. Все же ясно, что эрозия графитовой горловины сопла может стать серьезной угрозой при длительной работе двигателя. [c.176]

Задача. Для условий задачи 5-11 G-состояние в горловине сопла, где газы основного течения равновесны, можно охарактеризовать более полно, а именно [c.227]

Диаметр камеры Форма камеры Скорость газа Форма входной части сопла Форма горловины сопла [c.165]

Для расчета реактивной силы, кроме расхода газа, нужно знать давление на срезе и скорость истечения, которые зависят от потерь как в дозвуковой, так и в сверхзвуковой части сопла. Выше предполагалось, что потери распределяются равномерно по сечению сопла, однако истинная картина течения газа внутри сопла не отвечает этому простейшему предположению. При большой кривизне стенок в области горловины сопла возможен местный отрыв пограничного слоя от стенок, кроме того, в начале расширяюЕцейся части сопла некоторые линии тока сверхзвукового течения сужаются, что приводит к образованию местных косых скачков уплотнения. [c.433]

Так как хю изменяется непрерывно, то если в горловине сопла ш -<с, скорость ш вблизи горловины (справа от нее) в начале расширяющейся части будет также меньше с. Поэтому и производная dwldx справа от горловины сопла (учитывая, что там dQldx ]> 0) будет иметь отрицательный знак, т. е. течение газа в расширяющейся части сопла в отличие от течения в суживающейся части является замедленным и, следовательно, в любом сечении сопла w С с. Этот случай реализуется при сравнительно малых значениях перепада давлений р —р, при котором происходит истечение газа через сопло. [c.313]

В самом деле, так как в наименьшем сечении (горловине сопла) W = с, г dwidx > О, то в начальном участке расширяющейся части сопла скорость течения будет больше местной скорости звука, т. е. w > с. Но тогда, как это следует из уравнения (4.64) и условия dQ/dx > О, скорость течения будет возрастать и далее, превышая во всей расширяющейся части сопла скорость звука. [c.344]

Согласно сказанному ранее пар в суживающейся части и горловине сопла находится в перенасыщенном состоянии. Учитывая сравнительно малое давление пара, примем, что состояние пара от входного до минимального сечения меняется по адиабате pv =plVl , где k в соответствии со сказанным в 7-2 берется для критического сечения. Для выбора числового значения k имеются следующие три возможности 1) вос-лользоваться формулой (6-91) для k на кривой насыщения 2) принять для k рекомендуемое Цейнером значение показателя адиабаты насыщенного водяного пара, равное 1,135 3) считать k таким же, как и для перегретого водяного пара, т. е. 1,30. [c.285]

При установившемся потоке секундный расход пара w одинаков во-всех сечениях сопла. Поэтому площадь поперечного сечения потока обратно пропорциональна расходу на единицу площади. Кривая удельной площади (величина площади на единицу расхода) на рис. 11-12 показывает, что при расширении от ро ДО некоторого давления Рс, соответствующего максимуму ш/а, сопло должно быть суженным, но при расширении до любого давления, меньшего чем рс, сопло должно быть суженно-расширенным. Поперечное сечение с минимальной площадью называется горловиной сопла. В гл. 18 будет показано, что скорость пара в горле сопла равна скорости звука в таком паре. Из этого следует, что скорости в суженном сопле не пре вышают скорость звука,, тогда как скорости в расширенной части сопла могут значительно превосходить скорость звука. [c.79]

Кривая, показывающ,ая соотношение между удельным расходом и давлением (рис. 18,3), может быть использована для определения минимума давления pt в горловине сопла. Кривая может быть построена по данным, взятым из диаграммы свойств, или по алгебраическому соотношению между свойствами, в соответствии, с которым происходит процесс расширения. Так, например, при расширении газа без трения, когда выполняется соотношение, как в идеальном газе, отношение минимального давления в горловине к начальному давлению может быть найдено как функция К, если приравнять нулю производную удельного расхода по давлению. В результате получим [c.173]

Осборн Рейнольдс использовал эту концепцию для объяснения того, почему расход газа через соило достигает ма,кси1мального значения, сохраняющегося при последующем снижении давления на выходе. Он указал, что понижение давления на выпуске не передается навстречу потоку К горловине сопла и поэтому газ в горловине не будет знать об изменениях условий на выпуске. Поэтому условм в горловине остаются неизменными . [c.174]

Свойства ударного слоя в критической точке зависят от характеристик названных выше дуговых камер, отношения выходного сечения к площади горловины сопла, хи.мического состава и термодинамических свойств расширяющегося потока. Метод определения параметров течения в ударном слое для установки LDAT следующий [c.372]

В заключение необходимо отметить, что несмотря на то, что выше получены соотношения для расчета неравновесных критических параметров и проведен их анализ только для цилиндрических каналов, это не препятствует распространению сделанных выводов и на сопла типа Вентури с острой входной кромкой и протяженной цилиндрической горловиной, поскольку гидродинамика течения вскипающей воды в таких соплах должна быть близка к гидродинамике течения в насадках с острой входной кромкой при равных или близких геометрических характеристиках. Косвенным доказательством этого утверждения может служить неоднократно доказанный экспериментально факт независимости критического расхода вскипающей воды при больших относительных длинах горловины (/р/ г Ю) от нали шя или отсутствия у такого сопла расширяющейся части. Это свидетельствует о том, что тогда и критические параметры в схожих по длине и диаметру горловины соплах и насадках должны быть близки между собой, поскольку критический расход непосредственно определяется параметрами в критическом сечений по (8.1). [c.176]

Из сопла, показаиного на рис. 7-5, истекает воздух. Скорость истекающего потока на оси сопла 9 л/сек, давление 1 кгс/сл, температура 20 °С. Вычислите толщину вытеснения пограничного слоя в горловине сопла, полагая, что плотность я температура газа постоянны (последнее предположение обусловлено низкой скоростью потока), а скорость вне пограничного слоя изменяется линейно вдоль внутренней поверхности сопла от начала конфузора. Вычислите расход воздуха через сопло и полный перепад давления на нем. На основании полученных результатов обсудите понятие коэффициент расхода сопла. Чему равен коэффициент расхода рассматриваемого сопла Как будет изменяться коэффициент расхода в зависимости от числа Рейнольдса, характерным размером которого является диаметр горловины сопла, а характерной скоростью — средняя скорость в горловине [c.129]

Одной из важнейших областей применения полученных зависимостей является тепловой расчет сверхзвуковых сопл. При этом уравнение (11-37) следует видои менить в соответствии с результатами гл. 13. Однако основной фактор, оказывающий влияние на теплоотдачу в потоке сжимаемого газа, — изменение плотности внешнего течения вдоль обтекаемой поверхности — уже принят во внимание посредством использования в интегральном уравнении энергии массовой скорости G = u p. Поскольку G представляет собой массовый расход, отнесенный к площади поперечного сечения потока, этот параметр очень удобен при расчете сопл. Так как G имеет максимальное значение в горловине сопла, а St = = alG ), или a=G St, очевидно, и теплоотдача в области горловины максимальна. С ростом числа Рейнольдса вдоль сопла число Стантона согласно уравнению (11-37) падает. Поэтому максимальное значение коэффициента теплоотдачи обычно наблюдается непосредственно перед горловиной сопла. [c.301]

С. Сопло изготовлено из графита. Определите юкоросгь эрозии (абляции) графита в горловине сопла. Вычислите, в частности, время, за которое диаметр горловины сопла увеличится на 10%. [c.407]

Выгорание горловины сопла ракетного двигателя. Пороховые ракетные двигатели — в принципе простые устрой-, ства. Они состоят в основном из длинной трубы, содержащей ракетное топливо. Один конец ее закрыт, а другой сообщается с атмосферой через сверхзвуковое сопло (рис. 5-10). Газы, образующиеся при горении ракетного топлива внутри камеры, имеют высокую температуру и большое давление (порядка 3 400° К и 13 790 KHjM ). При движении через сопло они отдают его стенке значительное количество тепла. Ради сохранения простоты двигателя инженер избегает осложнять ее специальными устройствами для жидкостного охлаждения сопла. [c.172]

Массовый поток газа через горловину сопла G o-p легко рассчитать по так называемой характеристической скорости ракетного топлива с м1сек). Ее величина в свою очередь зависит от давления в камере сгорания и для большинства ракетных топлив затабулирована (см., например, Саттон, 1956). Взаимосвязь перечисленных выше параметров дается соотношением [c.174]

Процедура расчета характеристик камеры показана на рис. 2. Модифицированный процесс Брэя изображается следующим образом течение начинается из точки С, соответствующей условиям в камере сгорания, и происходит вдоль равновесной кривой до точки замораживания Б, расположенной сразу за горловиной сопла. Поскольку между точками С и В течение предполагается равновесным, процесс на этом участке считается изоэнтропическим. Далее процесс развивается из точки В в точку / , оставаясь замороженным. [c.25]

Критическая область б на рис. 13 связана с горением заряда, и она будет детально рассмотрена в гл. 3, посвященной механизму горения ТРТ. Область в — горловина сопла, где реализуются самые напряженные температурные условия, а также могут проявляться эффекты эрозии и коррозии стенок. Обычно для предотвращения разгара горловины сопла используют специальные вставки, изготовляемые из графита (графитопластика или пирографита), жароупорных металлов (типа вольфрама) или из [c.37]

Подход, используемый в вычислительной программе SPP, заключается в расчете параметров рабочего процесса РДТТ на основе отклонений от идеальных характеристик с применением для этих целей ряда независимых моделей. В программе предусматривается расчет следующих потерь потерь в двумерном (расходящемся) двухфазном потоке, потерь, связанных с неполнотой сгорания, с использованием утопленного сопла, химико-кинетических потерь и потерь в пограничном слое. С учетом последних модификаций она включает а) подпрограмму полностью замкнутого расчета двумерных двухфазных до- и трансзвуковых течений, б) новую модель расчета размеров частиц AI2O3, в) более реалистичную модель полноты сгорания, основанную на расчетах траекторий агломератов алюминиевых частиц, г) модель эрозии горловины сопла, основанную на точных методах расчета нестационарного нагрева материала с использованием кинетики его обугливания и кинетики эрозии графитовых вставок. Кроме того, модифицировано описание сопротивления и теплообмена газа с частицами и учтены потери, вызванные соударениями частиц со стенками сопла. [c.111]

Данные, используемые для расчета изменения площади крити ческого сечения сопла, как правило, получаются из детального анализа процессов теплообмена и подкрепляются огневыми испытаниями на модельных двигателях, используемых для определения баллистических свойств ТРТ. Например, в двигателе с временем горения 55 с эффекту разгара сопла были приписаны потери импульса /уд,действ до 2,5%. Такие потерн связаны с уменьшением степени расширения потока и увеличением шероховатости поверхности сопла. Чтобы проверить теоретические результаты или получить исходные данные для детального анализа процессов теплообмена, проводятся испытания модельных сопел. В таких опытах используются те же ТРТ и, следовательно, те же газовые компоненты, а давление в камере и расходы соответствуют значениям, ожидаемым в полноразмерных РДТТ. Площадь критического сечения может и уменьшаться при работе двигателя, если в качестве материала вставок используются вольфрам или молибден (эти материалы могут расширяться при продолжительном нагревании), либо на стенку горловины сопла осаждается слой из оксидов металлов. [c.113]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...