Течение в сопле параметр турбулентной

В диффузорах происходит частичное преобразование кинетической энергии потока в потенциальную. При этом поток формируется при положительных градиентах давления, что является наиболее важной особенностью диффузорных течений. В диффузорах генерируется повышенная турбулентность, могут возникать отрывы пограничного слоя и в следствие периодического перемещения точки отрыва — пульсации параметров и скоростей большой амплитуды. Хорошо известно, что диссипация кинетической энергии в диффузорах оказывается существенно большей, чем в соплах. [c.231]

Исследуем влияние температуры перед соплом и в окружающей среде для элемента, показанного на рис. 9.1, а (для приемного канала малого проходного сечения, когда определяющими являются лишь параметры течения в заданной точке сечения струи). Предпошлем этому исследованию краткие сведения о неизотермических турбулентных струях. [c.93]

Плазменный поток на выходе из сопла плазмотрона, не может сразу приобрести структуру, типичную для развитого турбулентного пограничного слоя, особенно когда течение в начальном сечении было ламинарным. В этом случае область перехода от течения газа в канале к струйному течению особенно велика, ярко светящееся ядро струи остается ламинарным [85] (рис. 85) и сохраняется на больших расстояниях вниз по течению [28]. Поскольку в ламинарной струе смешение носит значительно менее интенсивный характер, чем в турбулентной, то зона смешения также значительно уже, что, как было показано выше, приводит к более плавному спаду температуры и скорости вдоль оси струи. Этот спад может быть даже меньше, чем в случае турбулентных слабо-подогреваемых струй (см. рис. 87 и 88). Наличие участка ламинарного течения и зависимость его длины от числа Рейнольдса приводит к тому, что параметры струи, относящиеся к отдаленным сечениям, в зоне развитой турбулентности тоже становятся зависящими от Ре. [c.157]

Начало переходного режима (или момент запуска сопла), зависимость его от геометрических параметров сопла и газодинамических параметров потока необходимо знать для того, чтобы избежать резкого понижения давления в эжекторном контуре и высокого уровня потерь тяги в эжекторных соплах вследствие этого понижения давления. Это достигается путем перехода к отрывному или автомодельному течению за счет выбора геометрических параметров сопла на основных режимах полета самолетов. При этом решается также задача смещения режима запуска на неосновные режимы полета самолетов, где высокий уровень потерь слабо сказывается на экономичности двигателя или самолета. Сложность течения в турбулентном пограничном слое струи при достаточно быстром, практически нестационарном, изменении размеров струи в момент запуска сопла обусловили отсутствие надежных расчетных методов определения момента наступления этого режима и необходимость проведения экспериментальных исследований. Достаточно подробно переходный режим течения, включая режим запуска в эжекторных соплах, исследован в работах [16], [18], [33], [74], [75] и др. [c.138]

Характер изменения профиля скорости за замыкающим скачком типичен для течения при турбулентном перемешивании. Влияние трения у стенок проявляется лишь в сечениях, расположенных за точкой В. Таким образом, расстояние между точкой А т В определяет минимальную длину кольцевого канала постоянного сечения, на которой заканчивается рост статического давления и достигаются минимальные средняя скорость и неравномерность потока. Обозначим длину этого участка через т и назовем ее длиной участка торможения сверхзвукового потока в замыкающем скачке уплотнения. Располагая замыкающий скачок в нескольких сечениях кольцевого канала при разных кольцевых соплах, можно найти зависимость длины т от безразмерной скорости Л01 в ядре потока и параметров пограничного слоя перед замыкающим скачком. Полученные значения т, отнесенные к гидравлическому диаметру кольцевого канала 2Н, приведены на рис. 4 в виде зависимости / 2Н) = /(Л ), где т — среднее [c.466]

Согласно опытам [13, 35], при малых значениях чисел Рейнольдса, составленных по параметрам начального сечения, в затопленной струе можно выделить две области с различными режимами течения, разделенные некоторым сечением перехода. В первой области, расположенной между срезом сопла к сечением перехода, струя ламинарная. Вблизи сечения перехода происходит турбулизация струи, и во второй области, лежащей ниже сечения перехода, струя становится турбулентной (рис. 43). [c.113]

Методы расчета плазменных струй, суш,ествуюш,ие в настоящее время [19, 23, 28, 47, 74, 73], удовлетворительно объясняют одни экспериментальные данные и сильно расходятся с другими. Это объясняется тем, что на распространение плазменной струи большое влияние оказывают начальные условия ее истечения, к которым прежде всего относятся [83] режим течения на срезе сопла, начальная неравномерность параметров и исходная турбулентность. Эти факторы при расчетах обычно не учитываются. [c.157]

В подавляющем большинстве расчетных методик профили скорости и температуры (энтальпии) на срезе сопла принимаются постоянными, в то время как экспериментальные данные, приведенные на рис. 89, свидетельствуют о значительной начальной неравномерности распределения параметров, которая сильно зависит от режима работы плазмотрона. Так, в работе [78] для плазмотрона с самоустанавливающейся длиной дуги, при изменении расхода аргона в пределах 0,66—1,66 г/с и мощности 10 и 15 кВт профили относительной скорости занимают всю область между соответствующими кривыми для ламинарного и турбулентного течения. Сильная зависимость профилей относительной избыточной температуры при изменении тока от 200 до 600 А и расходе аргона 0,34 г/с отмечена в работе [105]. Начальная неравномерность параметров плазмотронов обусловлена наличием теплового и динамического погранслоев на стенках сопла. [c.157]

Вопрос об использовании сопел с центральным телом для жидкостных ракетных двигателей исследовался в ряде научных и конструкторских организаций с второй половины 1950-х годов. Обзор представлен в [4] и в [6] (раздел 2.1.2) в настоящее время по этой тематике имеются сотни публикаций. Расчетно-аналитический подход к задаче об оптимизации параметров сопла с центральным телом дан в [8-10]. Отрывные турбулентные течения рассмотрены в [11]. [c.178]

Результаты расчета. Расчеты течения в сопле с внезапным сужением проводились при следующем наборе определяющих параметров показателях адиабаты >с = 1.165 и 1.4 начальной температуре торможения в ядре потока Tq = 3800 К, температуре стенки = = 800К и числе Рейнольдса Re = и Уа/ о = 1-733 10 , где i/q — кинематическая вязкость изэнтропически заторможенного потока, а — скорость одномерного потока в цилиндрическом канале. На входной расчетной границе, отодвинутой от сечения торца на расстояние У, в окрестности цилиндрической стенки задавался турбулентный пограничный слой, профиль которого соответствовал линейному числу Рейнольдса Re = 2.6 10 . [c.337]

Pa M trpHM процесс теплоотдачи при течении нагретого воздуха по сверхзвуковому охлаждаемому соплу с турбулентным пограничным слоем (рис. 11.27) [6]. Число факторов, осложняющих теплоотдачу в модельном сопле, значительно меньше, чем в сопле реального двигателя. Параметры воздуха на входе в сопло (в ресивере) следующие давление Ро=1,ОМПа/м% температура Го==830 К, отношение температуры охлаждаемой стенки сопла к температуре торможения равно примерно 0,5, число Маха на выходе из сопла (вблизи среза) 3,6. Исследовался турбулентный пограничный слой в различных сечениях вдоль сопла измерялись профили скорости (микротрубками полного напора) и температуры (термопарами). Измерялись статическое давление, локальный удельный тепловой поток в стенку и температура стенки со стороны охладителя в нескольких точках внутренней поверхности сопла. Параметры воздуха перед соплом измерялись, а вдоль оси сопла вычислялись по формулам для адиабатного течения газа. [c.248]

В сопле реального двигателя. Параметры воздуха на входе в сопло (в ресивере) следующие давление / ==1.0 ЛАПа, температура Г,, = 830 К, отношение температуры охлаждаемой refiKH сопла к температуре торможения равно примерно 0,5, число Маха на выходе из сопла (вблизи среза) М 3,6, Исследовался турбулентный пограничный слой в различных сечениях вдоль сопла измерялись профили скорости (микротрубками полного напора) и температуры (термопарами). Измерялись статическое давление, локальная плотность теплового потока в стенку и температура стенки со стороны охладителя в нескольких точках внутренней поверхности сопла. Параметры воздуха перед соплом измерялись, а вдоль оси сопла вычислялись по формулам для адиабатного течения газа. [c.352]

В соплах Лаваля также действуют все факторы, подавляющие и генерирующие турбулентность (в конденсирующемся и парокапельном потоках). Вблизи минимального (критического) сечения, в котором М=1, продольные градиенты давления достигают максимальных значений и пограничный слой ламинаризируется. За минимальным сечением реализуется конденсационный скачок, положение и интенсивность которого определяются начальными параметрами пара и профилем в расширяющейся части сопла за минимальным сечением. Конденсационный скачок турбулизирует пограничный слой за критическим сечением, а выпадающая при конденсации мелкодисперсная влага частично подавляет генерируемую турбулентность. При достаточной интенсивности конденсационный скачок может вызвать отрыв ламинаризированного в минимальном сечении слоя отрыв локализуется в последующем конфузорном сверхзвуковом течении. Подчеркнем, что при работе сопла на нерасчетных режимах с адиабатными скачками уплотнения в расширяющейся части конденсационный скачок обеспечивает менее интенсивную диссипацию кинетической энергии в сопле, так как способствует снижению интенсивности адиабатного скачка и вследствие турбулизации пограничного слоя предотвращает его отрыв. [c.213]

Это объясняется тем, что все турбинные ступени ЦВД работают в областях дозвуковых скоростей, начальной влажности и развитой турбулентности, а ступени ЦНД, работаюш,ие во влажном паре, наряду с повышенной турбулентностью имеют развитое пространственное течение и значительное изменение параметров по высоте, что существенно снижает процессы спонтанного образования влаги. В отдельных случаях на рабочих лопатках активного типа может происходить спонтанная конденсация пара не во всем потоке, а лишь в зоне спинки и косого среза, даже в случае, если процесс расширения пара на выходе не пересекает зону Вильсона. Размер частиц при этом может достигать Гд = (1—3)-10" м, т. е. выше, чем для условий спонтанноTi конденсации в соплах Гд 0,3-10 м. [c.268]

Аэродинамические и акустические параметры, характеризующие начальные условия истечения дозвуковых затопленных и спут-ных турбулентных струй. В общем случае начальные условия истечения характеризуются распределением в выходном сечении сопла средней скорости, температуры, энергии и масштаба турбулентности. Применительно к затопленным струям с почти равномерным распределением перечисленных параметров по сечению (вне пограничного слоя на срезе сопла) для характеристики начальных условий истечения используются следующие параметры Re = uadju - число Рейнольдса, Мо = щ/а - число Маха, То/Тоо - степень неизотермичности, = и /uq - степень турбулентности в центре выходного сечения сопла, <5q и бо и Я = 6 /во - толщина вытеснения, толщина потери импульса и формпараметр пограничного слоя в выходном сечении сопла. К начальным условиям истечения относится также режим течения в пограничном слое в выходном сечении сопла (ламинарный, переходный, турбулентный). В ряде случаев представляется также существенным знание масштаба турбулентности, а также наличия вибраций сопла - продольных и поперечных, их величина и спектры. Характеризуются они величиной вибрационного ускорения, которая измеряется специальными вибродатчиками. [c.35]

Пассивное управление осуществляется за счет изменения начальных условий истечения (режим течения в пограничном слое на срезе сопла, изменение параметров этого слоя, начальная турбулентность потока, начальный масштаб турбулентности) или же изменения геометрии устройства, формирующего струю (форма сопла или диафрагмы с острыми кромками, сопла сложной геометрии прямоугольные, треугольные, эллиптические, кольцевые, многотрубчатые, лепестковые, сопла круглого сечения с генераторами продольных вихрей в их выходном сечении). Пассивное управление позволяет не только изменять топологию крупномасштабных когерентных структур, но при их ослаблении усиливать относительную роль мелкомасштабной турбулентности. Как правило, при пассивном управлении достигается интенсификация смешения, хотя при некоторых слабых воздействиях, приводящих к ослаблению когерентных структур в струе удается получить и противоположный эффект - ослабление перемешивания. [c.40]

Внутреннее течение в реактивных соплах и внешнее обтекание кормовых частей гондол или фюзел51жей, где расположены реактивные сопла, есть течение вязкой жидкости, которое для большинства режимов работы реактивных двигателей и полета летательных аппаратов от дозвуковой до сверхзвуковой скорости является турбулентным. Оно характеризуется числом Рейнольдса, определяемым по параметрам потока и характерному размеру, за который чагце всего выбирается во внутреннем течении — диаметр входного канала или критического сечения сопла, во внешнем — диаметр миделя или среза сопла [c.35]

Турбулентная паровоздушная струя с отрицательным коронным разрядом (рис. 1, а). Дозвуковая турбулентная паровоздуп1ная струя создавалась в результате истечения водяного пара из сопла диаметром 0.28 сж в затопленное воздушное пространство с давлением р = = 980 мбар [3, б, 7]. Параметры на срезе сопла (температура То = = 380-630 К, скорость пара = 200-300 ж/с) обеспечивали режимы течения с разным пересыщением пара. В струе имелись классические начальный, переходный и основной участки течения (на срезе сопла число Рейнольдса Ке 2 10 ). В струю, в разных ее сечениях, вводилась коронирующая игла 1 - электрод отрицательного коронного разряда. Выбирались такие условия на срезе сопла, при которых в отсутствие коронного разряда конденсация протекала вяло или вообще отсутствовала, но при введении отрицательных ионов конденсация на них могла развиваться. Такая электрическая конденсация в струях подробно описана в [7. [c.716]

Формулы (10.50) и (10.53) могут быть выведены из соображений размерности без использования гипотезы (10.40), если принять общую гипотезу подобия для лагранжевых характеристик, утверждающую, что физические параметры, от которых зависят эйлеровы статистические характеристики соответствующих турбулентных течений, полностью определяют и их лагранжевы характеристики (т. е. полностью задают весь турбулентный режим). В самом деле, согласно п. 6.8, для трехмерной струи динамического происхождения определяющими физическими параметрами являются плотность жидкости р и суммарный импульс вытекающей за единицу времени жидкости 2ярЛ4 для двумерной динамической струи — плотность р и импульс рМх, приходящийся на единицу времени и единицу длины сопла, из которого вытекает струя для зоны перемешивания плоскопараллельных течений — плотность р и скорость Уо= Кг— VI для трехмерной конвективной струи — р, р, поток тепла вдоль струи Q и параметр плавучести g/To, для двумерной конвективной струи — р, Ср, /7 о и поток тепла Ql, приходящийся на единицу длины нагретого цилиндра. Если, например. [c.504]

Процесс массообмена между газами может быть диффузионным (при ламинарном характере течения около границы струи) или вихревым (при турбулентном течении). Нижняя граница слоя смешения достигает оси струи на некотором удалении от сопла, определяя начало переходного участка струи, где влияние вязкости газов на параметры в струе существенно. Кроме того, на переходном участке проявляется влияние ударно-волновых структур начального участка в виде неизобаричности течения. Однако скачки уплотнения здесь становятся существенно размытыми , и их интенсивность уменьшается. В сильно разреженных течениях частицы атмосферы диффундируют на ось струи уже вблизи выходного сопла [16]. В сплошных ламинарных струях значительную часть русла струи занимает рабочий газ, и только при переходе от ламинарного к турбулентному смешению на больших расстояниях от сопла затопленный газ достигает оси. В турбулентных слоях смешения вдоль границы струи образуются вихри, которые, как показывают последние исследования, имеют продольную, веретенообразную структуру, во многом зависящую от микронеровностей внутренней поверхности сопла [17-19 [c.18]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...