Сопло перерасширенное

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]

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]

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]

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]

Течение в сверхзвуковой затопленной струе обычно характеризуют следующими критериями подобия степенью нерасчетности истечения п = = Ра /Роо, числом Маха на срезе сопла Mq = о / о и углом наклона контура сопла в выходном сечении Qq. Здесь ра и роо соответственно статическое давление на срезе сопла и в окружающей среде, uq и ао - скорость истечения и скорость звука. При этом различают три режима п = 1 - расчетный режим, п < 1 - режим перерасширения и п > 1 режим недорасширения. [c.178]

Отрывные течения могут возникнуть при отклоненных щитках, интерцепторах, в сопле ракетного двигателя, работающего в режиме перерасширения, на подветренной стороне тела, имеющего большой угол атаки, на поверхности корпуса корабля, бомбового отсека, в открытой кабине или аварийном люке и т. д. В большинстве случаев вихри в отрывных течениях являются неустановившимися и их экспериментальное изучение весьма затруднительно, однако в выемках удается получить установившийся внутренний вихрь. Исследуя такие вихри, можно понять механизм реальных вихреобразований и природу шума, создаваемого гидродинамическими причинами. [c.9]

При дальнейшем уменьшении ст во входном сечении камеры смешения статическое давление газа, вытекающего из сверхзвукового сопла, становится меньше статического давления газа, вытекающего из суживающегося сопла (р [c.201]

Б. Работа сопла Лаваля в режиме перерасширения. [c.183]

Рис. 9. 9. Работа сопла Лаваля в режиме перерасширения при перепаде давлений чуть меньше расчетного

Рис. 9. 10. Работа сопла Лаваля в режиме перерасширения с отрывом потока от стенок сопла

Такой Э. наз. звуковым. По выходе из сопла струя эжектирующего газа продолжает расширяться, скорость ее становится сверхзвуковой, а площадь увеличивается — образуется бочка перерасширения (рис. 2). Сечение Ъ, где площадь струи максимальна, паз. сечением запирания. За счет стеснения проходного сечения камеры расширяющейся струей увеличивается также скорость дозвукового потока эжектируемого газа. В сечении запирания образуется горловина, в к-рой скорость эжектируемого потока максимальна, но не превосходит скорости звука (к 1). Режим Э., при к-ром = 1, наз. критическим и обычно является наивыгоднейшим, т. к. при этом для заданных размеров Э. получается наибольшее значение и, а при заданном п — наи- большее раз (рис. 3). [c.432]

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]

В работе [1] наблюдалась стационарная волна детонации при истечении из сопла перерасширенной водородно-воздушной струи. В работе [2] изучались нормальные и косые детонационные волны в такой же смеси внутри рабочей части аэродинамической трубы. В исследованиях [3, 4] стационарное обтекание тела горючей смесью моделировалось выстреливанием тела в покоящуюся среду. При этом было обнаружено, в частности, что волна детонации, образующаяся перед телом, на некотором расстоянии от тела распадается на обычный адиабатический скачок уплотнения и на фронт медленного горения, распространяющийся по несгоревшему газу за скачком. Несмотря на полученные интересные сведения, экспериментальное исследование стационарных детонационных волн и фронтов медленного горения в сверхзвуковом потоке все еще находится в первоначальной стации накопления и систематизации фактов. [c.34]

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]

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]

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]

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

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]

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]

Рис. 7.11. Зависимость ро/роо на оси (x/d = 9) перерасширенной струи (Мо = 2, /i = 0,64) и уровня звукового давления L у среза сопла от x,/d

Ро/Роо В фиксированной точке на оси (x/d = 9) перерасширенной струи (Мо = 2, п = 0,64) и уровня звукового давления L у среза сопла (х = О, y/d = 1,25) от смещения кольцевого отражателя в направлении против течения (x/d < 0). Опыты показали, что длина сверхзвукового участка струи уменьшается, если на основание струи попадает пучность стоячей волны дискретной составляющей, и возрастает, если туда попадает узел. При этом по мере увеличения уровня дискретной составляющей длина сверхзвукового участка струи линейно уменьшается (максимальное различие между наибольшей и наименьшей длиной сверхзвукового участка может достигать [c.190]

В последнем случае истечение из сопла называется нерасчетным. Если р < р, то сопло называется перерасширенным, если р > рг, сопло называется недорасширенным. В первом случае за выходным сечением сопла происходит торможение потока (с появлением ударных волн), во втором случае там же имеет место дополнительный разгон с понижением давления в сверхзвуковой струе. [c.115]

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]

Рис. 2.12. Нормированные профили величин в струе, истекающей из сопла с /г = 4,5 мм, Н к = 2,7, М)с1 = 3,1 на перерасширенном режиме

Рис. 3. Схема истечения идеального газа из плоского сопла Лаваля а — с недо-расширспием б, в — с перерасширением.

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...