Образование и расчет скачков уплотнения

Образование и расчет скачков уплотнения [c.122]

С помощью метода крупных частиц исследованы широкие классы задач, в том числе выполнен расчет в областях переменной формы сверхзвуковое обтекание тел с отошедшей и присоединенной ударными волнами и внутренними скачками уплотнения дозвуковые и трансзвуковые течения с переходом через скорость звука и образованием локальных сверхзвуковых зон. [c.196]

Сделаем несколько замечаний, относящихся к истечению насыщенных водяных паров через сопла. Как показывает опыт, пар, находящийся перед соплом в насыщенном состоянии, конденсируется при течении с некоторым запозданием, т. е. переходит сначала в пересыщенное состояние. Конденсация водяного пара, в результате которой степень сухости достигает равновесного при данных условиях значения, происходит обычно (при не очень больших начальных давлениях) за минимальным сечением сопла, т. е. после того, как достигнута критическая скорость, и притом очень быстро, с образованием конденсационного скачка уплотнения. Поэтому при расчетах сопел Лаваля для водяного пара необходимо принимать во внимание, что пар в суживающейся части и в- начале расширяющейся части сопла является пересыщенным (переохлажденным). [c.320]

В последнее время для определения объемного паросодержания и скольжения была разработана методика расчета этих параметров через полное давление торможения, измеренное при помощи зонда, который был установлен в выходном сечении трубы с диафрагмой [73]. Примерно аналогичный зондовый метод был применен и для определения перегрева жидкой фазы Б конусной части сопла Лаваля. Между тем, как установлено теоретически и экспериментально [18], при взаимодействии зонда со сверхзвуковой пароводяной смесью происходит образование перед ним косого скачка уплотнения, в котором могут протекать и процессы конденсации, и процессы испарения капель. Неучет этого может привести к значительным погрепшостям в определении параметров смеси. По этой же причине этот метод также не может быть использован для определения параметров точно в критическом сечении. [c.168]

Наличие этого граничного условия приводит к тому, что в струе возникают ударные волны. Возникновение волн сжатия предсказывается расчетами методом характеристик и подтверждается экспериментом. При этом в общем случае течение уже не будет изоэнтропическим. Возникшая ударная волна поворачивает вектор скорости потока в сторону оси симметрии. Поэтому струя перестает расширяться и начинает сужаться. Но ось симметрии является линией тока и, следовательно, за ударной волной у оси симметрии поток должен повернуть в сторону свободной границы. Такой поворот осуществляется образованием новой поверхности сжатия. За этим скачком давление оказывается выше внешнего давления р и поэтому происходит новое перерасширение струи и затем новое сжатие струи с помощью скачков уплотнения и т. д. Этот процесс может повториться несколько раз, он хорошо подтвержден экспериментами. В дальнейшем наличие вязкости приводит к перемешиванию струи с окружающим газом. [c.384]

Результаты испытаний и соответствующая шлирен-фото-съемка ясно показали, что в области падения скачка уплотнения обязательно существует пузырь, характеризующий отрыв потока. Это приводит к образованию области постоянных значений чисел Маха на профиле решетки, которая завершается резким сжатием потока. Ясно, что все эти эффекты обусловлены вязкостью газа естественно, что для расчета такого потока в решетке не имеет смысла использовать теорию течения невязкого газа. [c.308]

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]

Сверхзвуковые струйные течения характеризуются образованием и взаимодействием газодинамических разрывов. Типичными примерами ударно-волновых структур в таких течениях являются тройные конфигурации ударных волн, догоняющие и встречные скачки уплотнения, рефракция скачка на тангенциальном разрыве. В работе [1] перечисленные задачи о взаимодействии скачков уплотнения сводятся к расчету обобщенной ударноволновой структуры (рис. 2.1, а). В этой структуре приходящие волны 1 и 2 — встречные, 2 и 3 — догоняющие) считаются заданными, т.е. в потоке с известным числом Маха заданы интенсивности волн. Задача о расчете обобщенной ударно-волновой структуры сводится к определению интенсивностей исходящих волн 4 и 5 и параметров течения за ними. Известные исходные данные позволяют определить значения газодинамических переменных в областях fag перед исходящими волнами, поэтому задача сводится к расчету параметров взаимодействия сверхзвуковых потоков в областях f п д, встречающихся под углом Ро (рис. 2.1, б). Следует отметить, что изображенная на рис. 2.1,6 ситуация является и самостоятельным газодинамическим объектом, который часто встречается в сверхзвуковых струйных течениях, например, при истечении струи из сопла Лаваля в сверхзвуковой спутный поток, а также в сверхзвуковой аэродинамике на задней кромке профиля (рис. 2.1, б). [c.30]

Во-вторых, если угол атаки i превысит максимальный угол отклонения потока в косом скачке уплотнения тах для заданного числа Ml набегающего потока (см. рис. 3.12) при i > Ютах перед нижней стороной пластинки образуется отошедшая ударная волна. Случай, когда i > omax, может иметь место при не очень больших числах Mi (например для Mi = 1,5 угол пр = = 12 ). Важно отметить, что при М] < 6,4 всегда тах < пр, и поэтому причиной неприменимости изложенной схемы расчета является образование перед пластинкой отделившегося криволинейного скачка уплотнения. При очень больших числах Mi, наоборот, пр < mai и причиной неприменимости расчетной схемы является срыв с верхней стороны пластинки. [c.45]

Основными ионизационными процессами, определяющими поле концентраций электронов и имеющими наименьшие времена релаксации, являются процессы, связанные с образованием комплексных ионов ЛН2О+, которые необходимо учитывать при кинетических расчетах, если давление достаточно сильно падает вдоль линии тока. Для течения с медленным изменением параметров вдоль линии тока механизм рекомбинации при тройных соударениях также влияет на распределение концентрации электронов. Данный тип течения реализуется в области вязкого взаимодействия струи со стенкой и в струе за висячим скачком уплотнения. [c.243]

Развит метод коррекции образующих двумерных ( плоских и квази-трехмерных ) профилей и осесимметричных тел с протоком (мотогондол), обтекаемых околозвуковым потоком идеального (невязкого и нетеплопроводного) газа. Местные сверхзвуковые зоны (м.с.з.), возникающие у их поверхности, обычно замыкаются скачками уплотнения. В м.с.з. у поверхности скорректированных тел скачков нет, т.е. они являются суперкритичес-кими . В основе метода лежит расчет установлением по времени транскритического (по давлению) обтекания исходных тел композитным газом (к.г.). При давлениях выше критического , отвечающего звуковой скорости потока, к.г. тождественен нормальному газу, в котором при стационарном течении возможно образование м.с.з. с замыкающими скачками. При давлениях ниже критического нормальный газ заменяется фиктивным . С падением давления в стационарном течении фиктивного газа скорость звука растет, причем быстрее скорости потока. Поэтому при стационарном течении к.г. при давлениях ниже критического не возникает м.с.з. и скачков. Данные на звуковой ( критической ) линии, получающейся при обтекании исходного тела к.г., используются для расчета методом характеристик течения нормального газа в закритической (для него - сверхзвуковой) зоне. Построенная методом характеристик линия тока, соединяющая без изломов звуковые точки исходной образующей, дает ее скорректированный участок, обтекаемый с безударной м.с.з.. Возможности метода демонстрируются примерами. [c.250]

На определенных режимах сверхзвукового обтекания затупленных тел в поле течения за отошедшей ударной волной возникают вторичные (или иначе — внутренние, висячие) скачки уплотнения. Они оказывают существенное влияние на аэродинамические характеристики тел. Расчетным путем эти скачки впервые были обнаружены П. И. Чушкиным [111] при изучении обтекания гладко затупленного клина и конуса В.Ф. Ивановым [13] были построены скачки в области за головной ударной волной при расчете обтекания затупленного конуса с изломом образующей контура. Образование вторичных скачков уплотнения ранее наблюдалось и в экспериментах, однако причины их появления не были тогда достаточно изучены. М. Лайтхиллом, например, высказывалось мнение [90], что причиной образования вторичного скачка является отрыв и последующее прилипание пограничного слоя в окрестности угловой точки (по этому поводу см. 11) были предположения, что появление таких скачков в расчетах связано с заданием грубых начальных данных и т.п. [c.252]

С целью уменьшения эрозионного разрешения иоверхности материала находят применение конструкции сопел переменных (регулируемых) геометрических размеров, для обеспечения оптимальных условий обтекания при дозвуковых и сверхзувковых скоростях течения газов, а также сопел с открывающимися створками. Большое значение имеет также правильный расчет конструкций. Не говоря уже о механической прочности сопел, необходимо не допускать скачков уплотнения, которые вызывают местный отрыв потока от стенки н вследствие образования вихрей существенно снижают сопротивляемость материалов эрозионному разрушению. [c.215]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...