Течение в следе при дозвуковых скоростях

Проблема течения в следе разделяется на две части течение в следе при дозвуковых скоростях и течение в следе при сверх-н гиперзвуковых скоростях. Течение в следе — явление очень сложное, поэтому начнем с того, что попытаемся охарактеризовать физику этого явления и связанные с ним задачи в целом. Течение в следе вязкое и не ограничено твердыми стенками, подобно струйному течению. Различие между этими двумя типами течений можно проиллюстрировать на примере обтекания решетки, [c.77]

Как упоминалось в гл. I, семь характерных свойств течения в следе при гиперзвуковых скоростях подобны свойствам течения в следе при дозвуковых скоростях [51. [c.80]

ТЕЧЕНИЕ В СЛЕДЕ ПРИ ДОЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ [c.81]

Проблема гиперзвукового следа является несомненно сложной, но существуют определенные упрощения и подобие со следом при дозвуковых скоростях. Например, хотя классический дозвуковой след, как двумерный, так и осесимметричный, находится в переменном во времени поле течения, а также в области развитой завихренности, основная частота вихреобразования пропор- [c.124]

Рассмотрим некоторые из следующих отсюда свойств течения при дозвуковой скорости потока на входе в трубу. В первую очередь сравним одномерное дозвуковое течение газа в трубе при [c.261]

Критическая скорость истечения. Из уравнения (9.45) следует, что в суживающемся сопле невозможно непрерывным образом перейти через значение скорости течения, равной местной скорости звука, т. е. достичь, например, при дозвуковой скорости на входе в сопло сверхзвуковой скорости на выходе из сопла. [c.306]

Из уравнения (8-50а) следует, что при дозвуковых скоростях течения (М < 1) сужение канала (dS < 0) соответствует снижению давления в по- [c.286]

В лаборатории турбомашин МЭИ введены в эксплуатацию различные стенды влажного пара, ориентированные на экспериментальное изучение следующих основных задач I) механизма конденсации в равновесных и неравновесных течениях влажного пара при больших скоростях и, в частности, скачковой конденсации 2) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде и условий перехода через скорость звука 3) основных свойств дозвуковых и сверхзвуковых течений в каналах различной формы с подробным изучением волн разрежения и скачков уплотнения в эту группу включаются исследования основных энергетических и расходных характеристик сопл, диффузоров и других каналов 4) двухфазного пограничного слоя и пленок, образующихся на поверхностях различных форм 5) течений влажного пара в решетках турбин (плоских, прямых и кольцевых) с подробным изучением структуры потока, углов выхода, коэффициентов расхода и потерь энергии 6) структуры потока и потерь энергии в турбинных ступенях, работающих на влажном паре, с подробным изучением оптимальных условий сепарации влаги из проточной части и явлений эрозии. [c.388]

Существование и единственность рещения поставленной задачи при дозвуковых скоростях (М < 1) и, конечно, при ограничении расхода газа G этим условием сомнений не вызывают. Следует отметить, что основные уравнения и излагаемые ниже методы их рещения позволяют строить также и смещанные течения, но уже в предположении, что при этом существует решение, не содержащее разрывов (скачков). [c.345]

В следе можно также выделить три различных режима течения — устойчивое, нерегулярное и переходное — в зависимости от числа Рейнольдса. Например, при дозвуковых скоростях течение в следе за цилиндром устойчивое в интервале чисел Рейнольдса 40 < Ке <150, где й — диаметр цилиндра. В этом интервале с ростом Ке быстро возрастают числа Струхаля, определяемые по формуле 3 = п(1/и о, где п — частота, а — скорость невозмущенного потока (фиг. 4). [c.79]

В прошлом подробнее всего было исследовано течение в следе за круговым цилиндром, ось которого перпендикулярна скорости набегающего дозвукового потока. Поэтому здесь будет рассматриваться в основном двумерный след за цилиндром. Однако, чтобы продемонстрировать основные свойства течения в следе, рассмотрим прежде двумерный след за плоской пластиной при дозвуковых скоростях, а также двумерный след за затупленной задней кромкой при дозвуковых и трансзвуковых скоростях. [c.81]

Теория смешения Крокко — Лиза [10] (гл. I) может быть использована для приближенного расчета донного давления в сжимаемом потоке. Эта теория предполагает, что падение давления на донном срезе обусловлено целиком диффузией импульса поперек вязкого слоя, однако концепция простой диффузии импульса, удовлетворительная для сверхзвукового течения, недостаточна для несжимаемого потока, поскольку для несжимаемого потока (кроме диффузии импульса по ширине вязкого слоя) важным фактором является также динамика вихрей [3, 5]. Тем не менее следует отметить, что донное давление при сверхзвуковых скоростях можно рассчитать по донному давлению при дозвуковых скоростях, хотя и существует естественный предел для отрицательного коэффициента донного давления при сверхзвуковых скоростях. Например, максимальный коэффициент донного сопротивления задается в функции числа Маха [6] в виде =-( ) = [c.18]

При дозвуковых скоростях потока расход газа через канал — монотонная функция скорости. Поэтому из (7) следует, что указанный режим реализуется при перепадах давления, достаточно близких к единице. Итак, для каждого заданного канала (при f ф 1) существует такой критический перепад давлений, что при < д < 1 в канале существует равномерно дозвуковое течение, единственным образом определяемое этим перепадом. [c.109]

При дозвуковых скоростях потока периодичность течения может быть обеспечена путем использования достаточного числа лопаток в решетке и средств управления пограничными слоями на верхней и нижней стенках перед решеткой, например, путем отсоса пограничного слоя вспомогательным компрессором через соответствующие щели. Особенно важно управление концевыми пограничными слоями в компрессорных решетках. Минимальное число лопаток, при котором может быть достигнута хорошая периодичность потока (по измерениям за решеткой от одного следа до другого), обычно выбирается равным 7. Однако потребное число лопаток сильно зависит от тщательности настройки всей аэродинамической трубы. При серийных продувках решеток, которые нередко приходится проводить в короткие сроки, желательно большее число лопаток. При фундаментальных исследованиях, когда можно тщательно отладить отсос пограничного слоя и осуществить некоторые другие меры, а также при [c.104]

Из формулы (9.73) следует, что при ьи = с, п = при малых скоростях, например при дозвуковом течении в длинной трубе, = 1, т. е. течение на начальном участке трубы при малых Wl является близким к изотермическому. При т с, т. е. при сверхзвуковом течении с очень большой скоростью, п оо, т. е. процесс течения близок к изохорическому (рис. 9.24). [c.327]

При выборе профиля исходят прежде всего из желаемой организации потока (углов входа и выхода) и режима течения, характеризуемого приведенной скоростью I или числом М. В приложении приведены некоторые характеристики турбинных профилей, разработанных МЭИ. Приняты следующие обозначения турбинных решеток первая буква С или Р обозначает сопловые (направляющие) или рабочие, число — средний угол входа, следующее число — эффективный угол выхода, последняя буква — тип профиля. Тип профиля зависит от режима течения так, тип А — дозвуковые (М<0,7ч- 0,9) тип Б — околозвуковые (0,9<М< 1,15), тип В — сверхзвуковые (1,1 <М< 1,3), тип Р — расширяющиеся (М>1,3). Например, С-90-12А обозначает сопловую решетку с углом входа 90° и эффективным углом выхода 12°, дозвуковую. [c.99]

В процессе течения очень важную роль играет скорость звука. При достижении потоком скорости распространения звука закономерности течения принципиально изменяются. Интересующие нас дополнительные положения о течении газов в каналах различной геометрической формы в дозвуковых и сверхзвуковых режимах сводятся к следующему . [c.119]

При движении с трением скорость звука перестает быть единственным показателем, определяющим обращение профиля струи. Из (7-2Г) следует, что расширяющийся канал необходим для преобразования кинетической энергии в энергию давления не только при движении с дозвуковыми скоростями. В тех случаях, когда при сверхзвуковом течении удовлетворяется неравенство [c.229]

Кромочный поток капель за НЛ. С выходных кромок пленка стекает локально струйками и разбивается на капли. При небольшой начальной влажности и дозвуковых скоростях пара сбегание струек в кромочный след сопровождают пульсации. С набухающей на кромке пленки отделяются язычки влаги, меняющие свое местоположение. Эти язычки вытягиваются на 2—3 мм, после чего отделяются капли радиусом 0,1—0,2 мм [21]. Этот характер стекания пленки сохраняется также при околозвуковых и небольших сверхзвуковых скоростях пара. При небольших дозвуковых скоростях возможны срывы кусков пленки, которые затем дробятся на некотором расстоянии от кромки. В зоне вторичных концевых течений пленка срывается вблизи концов лопаток при стабильном положении язычков. Непосредственно после срыва с НЛ куски пленки и капли двигаются с очень небольшой скоростью и сразу же начинают дробиться и разгоняться потоком пара. [c.233]

Таким образом, создание и эксплуатация турбоустановок на АЭС требует также решения ряда сложных проблем газодинамики двухфазных потоков. К этим проблемам относятся возникновение влаги при дозвуковых и трансзвуковых скоростях течения образование жидких пленок и крупных капель движение влаги в проточных частях турбин и процессы взаимодействия влаги с рабочими лопатками влияние жидкой фазы на основные характеристики проточных частей турбин и влияние концентраций примесей в жидкой фазе на коррозию металла, особенно в зоне Вильсона. Решение этих проблем позволит оптимизировать проточную часть турбин, работающих во влажном паре, повысив их экономичность и надежность. В этой и следующей главах рассматриваются лишь наиболее характерные особенности течения влажного пара в] турбоустановках АЗС и методы удаления влаги в них. Исследования и расчеты турбин АЭС наиболее полно рассмотрены в [7.1—7.3]. [c.265]

Принцип работы ступени заключается в следующем. На входном участке решетки рабочего колеса осуществляется торможение сверхзвукового потока до дозвукового в одном или нескольких скачках уплотнения (от > Ui до Шок < ск)- Далее, как и в дозвуковой ступени, при течении воздуха в межлопаточном канале происходит небольшой поворот потока и его торможение до скорости Ш2 < W K- Из рабочего колеса поток выходит со-скоростью Сг < а . С такой скоростью поток поступает в направляющий аппарат, течение воздуха в котором аналогично течению в дозвуковой ступени. Отличительной особенностью треугольника скоростей сверхзвуковой ступени (см. рис. 3.13) является значительно большее уменьшение осевой скорости по сравнению с дозвуковой ступенью (вследствие торможения потока в скачках уплотнения). Например, при = 1,3 и w a = 220 м/с = == 144 м/с. При таком значительном уменьшении осевой скорости [c.77]

График полученного решения дан на рис. 3.7. Из полученного решения следует, что если Я-о < 1, то поток ускоряется. На некотором расстоянии, которое называется критической длиной трубы, поток достигает критической скорости ( = 1). Если критическая скорость достигается, то критическое сечение обязательно должно совпадать с выходным сечением трубы, так как поток не может стать сверхзвуковым без изменения знака воздействия (а сила трения всегда направлена против течения). Конечно, возможны все промежуточные случаи, когда поток выходит из трубы с дозвуковой скоростью Хц<Х < 1. Процесс при течении в трубе постоянного сечения с трением изображен в /а-диаграмме на рис. 3.8. При дозвуковом течении давление и температура газа вдоль трубы уменьшаются. Падение давления вызвано сопротивлением трубы. Скорость вдоль трубы растет, так как растет объемный расход вдоль трубы из-за уменьшения плотности газа. Характер изменения всех параметров потока устанавливается пятым столбцом табл. 3.1, причем следует помнить, что сила трения направлена против потока, т. е. отрицательна. Распределение температуры находится по известной скорости с помощью [c.47]

Основные особенности формы профилей (каналов) сопловых решеток на влажном паре капельной структуры сводятся к следующим. На мелкой влаге при дозвуковых скоростях потери, обусловленные тепло- и массообменом, будут уменьшаться с уменьшением градиентов скорости вдоль каналов. Очевидно, что сопловые каналы в этом случае должны иметь меньшую суммарную и локальную конфузорность. Снижению интенсивности процесса коагуляции способствует уменьшение кривизны спинки и вогнутой поверхности при заданном угле поворота потока и радиуса скруг-ления входной кромки. Так как при мелкой влаге пленки образуются только локально, то выходные кромки следует выполнять относительно тонкими, а шаг лопаток выбирать близким к оптимальному для перегретого пара. Профилирование сопловых решеток для парокапельных потоков с крупной влагой осуществляется с учетом механического взаимодействия фаз. На выходе из рабочей решетки предшествующей ступени (на входе в сопловуЮ решетку последующей ступени) имеет место рассогласование скоростей по значению и направлению. В этом случае целесообразно несколько увеличить геометрический угол входной кромки и. уменьшить тем самым угол ее атаки потоком крупных капель. Кроме того, отличие профилей для крупной влаги состоит в более толстых выходных кромках и несколько уменьшенном относительном шаге, выбранном из соображений оптимальной внутриканаль-ной сепарации, включающей отсос пленок на спинке и выходной кромке или наддув пограничного слоя греющим паром. Важна правильная организация потока на спинке в косом срезе, где течение диффузорное его следует выполнить менее криволинейным с тем, чтобы предотвратить возможный отрыв пленки и слоя. [c.145]

При дозвуковых скоростях течения рабочего тела в ступенях компрессора степень повыщения давления не превышает 1,2, что значительно ниже необходимой степени сжатия для современной ГТУ. Поэтому приходится применять осевые компрессоры, в которых число ступеней доходит до 20. В многоступенчатых компрессорах ступени должны быть подобраны таким образом, чтобы газ, выходящий из одной ступени, оптимальным образом обтекал рещетки рабочего колеса следующей ступени с наивыгоднейшими углами атаки. Осевая скорость газа С., по проточной части компрессора изменяется незначительно, несколько уменьшаясь в конце проточной части из-за увеличения длины последних лопаток. В зависимости от типа осевого компрессора осевая скорость . = 100—130 м/с (низконапорные) и С., = 140—170 м/с (высоконапорные осевые компрессоры). [c.45]

Карман указал три основных правила сверхзвуковой аэроди намики они имеют большое значение для рассмотрения сверхзву ковых течений. Следует отметить, что зависимость между площадьк> и скоростью также является основной. Поэтому указанные Кар маном правила должны быть дополнены следующим линии тока в сверхзвуковом потоке расходятся при возрастании скоростя течения и сходятся при убывании скорости течения если поток возникает из дозвукового, то переход к сверхзвуковой скорости происходит при минимальном сечении. Это соотношение между площадью и скоростью противоположно тому, что наблюдается в дозвуковых течениях. [c.78]

Теперь мы хотим понаблюдать, что случится, если приводить в движение профиль крыла с острой задней кромкой. (Мы называем переднюю часть крыла, омываемую потоком, передней кромкой, а тыльную часть, где поток покидает поверхность крыла, задней кромкой.) Передняя кромка обычно закругленная, по крайней мере, для крыльев, используемых при дозвуковых скоростях, тогда как заднюю кромку делают как можно острее. На рис. 21 и 22 показаны фотографии течения, в котором ЛИППИ тока стали видимыми благодаря введению тонкого алюминиевого порошка, который, предположительно, следует за линиями тока жидкости. Мы видим, что в первый момент, как ноказано на рис. 21, жидкость стремится обогнуть острую кромку. Одпако можно сказать, что жидкости не нравится этот процесс, потому что па кромке требуется очень высокая (теоретически бесконечная) скорость. Вместо [c.49]

Следует заметить, что отрыв ламинарного потока на круговом конусе приводит к образованию сравнительно устойчивых вихрей, направленных по потоку, в отличие от нерегулярного течения перемешивания со срывом вихрей (бафтинг) при отрыве двумерного потока. Кроме того, распределение давления по поверхности конуса под углом атаки при дозвуковых скоростях не является коническим, как при сверхзвуковых скоростях. [c.127]

Однако, как показали Лиз и Хромас, другие четыре свойства течения при гиперзвуковых скоростях отличны от соответствующих свойств при дозвуковых скоростях [61 (гл. I). Более того, при дозвуковых скоростях течение в следе за тупоносым телом [c.80]

Однако формы профиля в начальном оторвавшемся вязком слое очень важны для определения величины донного давления при ламинарном течении [51, 52], следовательно, для усовершенствования метода Чепмена требуется рассмотреть начальный пограничный слой. Несовершенство таких методов, как методы Крокко — Лиза [10] и Корста [30], заключается главным образом в допущении, что возрастание давления, необходимое для замыкания области отрыва, можно приравнять к разности между донным давлением и конечным восстановленным давлением на значительном удалении вниз по потоку. Его следует приравнивать либо к давлению в окружающем невозмущенном потоке, либо к несколько меньшему давлению, чтобы учесть потери при прохождении внешнего потока через замыкающий скачок. Это означает, что точка замыкания области отрыва лежит в области максимального давления, однако, согласно экспериментальным исследованиям сверхзвукового донного течения [10. 25, 34] и взаимодействия ударной волны с пограничным слоем [26. 27. 29], точка нулевого вязкого напряжения, т. е. точка замыкания области отрыва, расположена ближе, чем точка максимального давления. При дозвуковых скоростях замыкание области отрыва происходит в точке, где местное статическое давление превосходит давление во внешнем потоке. Исследование донного давления требует введения дополнительного параметра, а именно отношения приращения давления при замыкании области отрыва к разности между статическим давлением во внешнем потоке и донным давлением. Если обратиться, в частности, к теории Корста 130] (хотя его метод расчета подтверждается наблюдениями и в Пришвине по- [c.71]

Содержание настоящей главы было вкратце изложено в гл. I, здесь же будет подробнее рассмотрено влияние теплопередачи на положение точки отрыва и на некоторые типы отрывных течений, описанных в гл. VII, в том числе течения в каверне, перед клином и за иглой. Влияние теплопередачи на след рассматриваться не будет, так как оно было исследовано в гл. VIII, но в настоящую главу включен вопрос о теплопередаче к поверхности тела, находящегося в следе. Теплопередача в отрывных областях при дозвуковых скоростях важна для расчета теплообменных устройств, но с ростом скорости летательных аппаратов становится [c.89]

Функция К называется функцией Чаплыгина, При любой связи между и р эта функция положительна при дозвуковых скоростях и отрицательна — при сверхзвуковых. Отсюда следует, что уравнение (6.3) имеет эллиптический тип, если соответствующая течению область плоскости годографа лежит внутри окружности V = и гиперболический тип, если эта область лежит вне окружности У = Если область в плоскости годографа содержит участок линии V = т. е. если в части области течения скорость дозвуковая, а в части — сверхзвуковая, то уравнение (6.3) является уравнением смешанного типа — эллиптико-гиперболическим. [c.270]

Рассмотрим сначала дозвуковое течение (А,<1). При больших разностях температур газа и стенки (при больших 0) и малых скоростях (малых К) влияние теплообмена оказывается более существенным и происходит торможение потока (dX/de>0). При больших Я и малых 0 преобладает влияние трения и поток ускоряется (dXldQ <0). Вдоль линии перехода от торможения к ускорению dXldQ = 0. Тогда из уравнения (182) получим уравнение этой линии в следующем виде [c.356]

Из этой формулы следует, что при W — с п = k при малых скоростях, например при дозвуковом течении в длинной трубе, и 1, т. е. течение на начальном участке трубы при малых w является близким к изотермическому. При W с,т. е. при сверхзвуковом течении с очень большой скоростью, когда п - оо процесс течения близок к изохорнческому (рис. 4.42) [c.365]

В соответствии с общепринятой методикой изложения газодинамики гомогенных сред вначале даются основные уравнения движения влажного пара (гл. 3). Далее рассматриваются вопросы подобия и анализ размерностей в потоках влажного пара. В гл, 4 изучается механизм распространения слабых возмущений в двухфазных средах. Следующая — 5 гл. — посвящена исследованию одномерных течений влажного пара. Здесь рассматривается одномерное адиабатическое движение в условиях метастабильного и равновесного изменения состояния системы при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Материалы этой главы позволяют проследить влияние влажности, внутреннего теплообмена и фазовых переходов на изменения скорости потока и термодинамических параметров в конфузорных и днффузорных квазиодномерных потоках. [c.7]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...