Одномерная теория сопла Лаваля

Рассмотренный пример показывает особенности перехода потока через скорость звука в двухмерной задаче. В одномерной теории сопла Лаваля (см. разд. 3.4) был рассмотрен также случай, когда поток, пройдя минимальное сечение, остается дозвуковым. Рассмотрим эту же задачу в двухмерной постановке. [c.135]

Лекция 14- Одномерная теория сопла Лаваля [c.110]

Соплом Лаваля называется устройство для получения потоков газа большой скорости. Как следует из одномерной теории, сопло имеет вид канала переменного сечения, который вначале сужается, а затем расширяется. На выходе из канала при выполнении определенных условий образуется поступательный поток газа большой сверхзвуковой скорости. [c.116]

При создании разнообразных машин и аппаратов приходится встречаться с необходимостью ускорить газовый поток от нулевых или малых скоростей до сверхзвуковых. Из 4 известно, что этого можно достигнуть с помощью сопла Лаваля, схема которого показана на рис. 206, а. Здесь мы рассмотрим несколько более подробно режимы работы этого сопла и его элементарный расчет на основе одномерной теории. [c.452]

Когда сверхзвуковой поток достигает в наименьшем сечении скорости звука (кривая 4), то так же, как и для кривой 2, возможны два случая. Если давление на выходе меньше критического, то Б диффузоре скорость будет расти и на выходе она станет сверхзвуковой (кривая 2). При давлении больше критического скорость в диффузоре убывает и на выходе она достигает дозвуковой (кривая 2 ). Расчет сопла Лаваля в соответствии с теорией одномерного движения идеального газа можно легко произвести, воспользовавшись формулами (VI. 19)—(VI.21) и (VI.32). Разделив параметры заторможенного газа (VI. 19)—(VI.21) на параметры потока в критическом сечении, получим [c.142]

Обозначим через 5 площадь сечения на выходе газовой струи из тела во внешнее пространство. Если скорость истечения газа относительно тела дозвуковая, то на выходе в однородной (по предположению одномерной теории) струе давление будет равно внешнему давлению Ро- Если сопло представляет собой расчетное сопло Лаваля, то давление в сверхзвуковой струе на выходе тоже равно Ро- Поток газа в сопле Лаваля может достигать сверхзвуковых скоростей за критическим сечением и затем внутри сопла Лаваля переходить в дозвуковое движение через систему скачков уплотнения. В этом случае на срезе сопла (в рамках одномерной теории) в истекающей дозвуковой [c.122]

Хорошее совпадение наблюдалось и при сравнении результатов расчета по одномерной теории течений в соплах Лаваля с учетом обратного влияния частиц на несущую фазу с численным решением, полученным с помощью схемы Рунге—Кутта четвертого порядка точности [61]. [c.133]

Для получения сверхзвуковых скоростей истечения, как указано в п. 1.11.3, необходимо применение сопла Лаваля (см. рис. 1.55). Элементарный расчет такого сопла, основанный на одномерной теории, состоит в определении площадей минимального (критического) сечения S и выходного сечения 5] (рис. 1.55). Заданными считаются массовый расход Gfl. параметры торможения и скорость на выходе М]. Полагая Gq -G,, площадь S, определяем по формуле (1.124) [c.65]

Камера горения служит для сообщения потоку тепловой энергии, которая является основным источником расширения газа и превращается в ускоряющем поток сопле Лаваля (IV — К) в кинетическую энергию струи на выходе из сопла (У). Количество движения этой струи служит источником реактивной силы двигателя, которая определяется как произведение секундного массового расхода газа сквозь выходное сечение двигателя на относительную скорость выхлопа. Простейший расчет проточной части двигателя по одномерной теории элементарен и заключается в использовании, с одной стороны, изэнтропических формул, а с другой — основных формул теории прямого скачка. Приток тепла при этом может учитываться приближенно по теории, аналогичной изложенной в 26. [c.136]

Впервые А. Стодола (1903), а затем Л. Прандтль (1904) на основе наблюдений установили, что в сопле Лаваля может осуществляться стационарное сверхзвуковое течение, и если давление на срезе сопла достаточно велико, то внутри сопла образуются скачки уплотнения . Тем самым была дана физическая картина течений в сопле Лаваля и найдена основа для построения теории сопел. В первых исследованиях сопла Лаваля, как и в других задачах механики газа того времени, ограничивались моделью одномерного сверхзвукового течения. Л. Прандтль (1904) только начал заниматься двумерной задачей распространения ударных волн. Ж. Адамар (1901) высказал лишь общие соображения относительно трехмерных разрывных потенциальных и вихревых течений газа. [c.315]

Огибая внешнюю часть выпуклого угла, поток, как это следует из приводимых кривых и табл. 9, расширяется, скорость его возрастает, давление и плотность уменьшаются. Явление в целом несколько напоминает расширение газа в сопле Лаваля, но, в отличие от принятого в гл. IV одномерного подхода, настоящая теория позволяет судить как о суммарном эффекте поворота потока, так и о деталях заключенного в угле С ОС плоского потока, переводящего однородный поток слева от линии возмущения ОСд в однородный поток справа от линии 0С. Чтобы исследовать это движение, введем в рассмотрение угол г между некоторой промежуточной характеристикой ОС и начальной характеристикой ОСо- [c.373]

Если в каждом поперечном сечении эллиптического сопла сохранять постоянной величину d = alb, то при любом х отношение площади сечения к площади минимального сечения будет таким Же, как и у сопла Лаваля с уравнением контура у = Ъ х). При Этом одномерная теория будет давать одинаковое распределение Параметров по длине для пространственного и осесимметричного 14 [c.211]

С конца бО-х годов наряду с методом характеристик для расчета сверхзвуковых течений в ЛАБОРАТОРИИ интенсивно развивались методы расчета нестационарных течений, а на их основе с использованием процесса установления - стационарных смешанных (с переходом через скорость звука) течений. Для таких расчетов в качестве базовой была взята монотонная разностная схема, предложенная С. К. Годуновым в 1959 г. [15] для расчета нестационарных течений. В основе численной реализации этой схемы (далее схемы Годунова -СГ) лежит решение задачи о распаде произвольного разрыва, в силу чего СГ получила название раснадной . К концу бО-х годов в аэро- и газодинамических приложениях были известны лишь единичные примеры ее применения. К тому же полученные в них результаты не отличались высоким качеством по сравнению с результатами, полученными в те годы другими методами. В противоположность этому первая же выполненная в ЛАБОРАТОРИИ работа по применению СГ ([16, 17] и Глава 7.2) к решению прямой задачи теории сопла Лаваля продемонстрировала несомненные достоинства указанной схемы. Существенным моментом для успеха применения СГ для расчета смешанных течений стало обнаружение ситуаций, при которых в задаче о распаде разрыва граница разностной ячейки попадает в волну разрежения. Такие ситуации неизбежно возникают вблизи звуковых линий при расчете смешанных течений методом установления. Однако в двумерных задачах они, снижая точность результатов, оставались незамеченными. Указанная возможность была обнаружена при решении в одномерном приближении задачи о запуске ударной трубы переменной площади поперечного сечения ([18] и Глава 7.3). Предложенный тогда же элементарный способ учета подобных ситуаций стал неотъемлемой принадлежностью любых реализаций раснадных схем. [c.115]

В связи с задачами, вставшими перед создателями паровых турбин, значительное развитие получила динамика одномерного течения газа— газовая гидравлика Формула связи скорости и давления в стационарном потоке газа была установлена и экспериментально подтверждена Сен-Венаном и Вантцелем в 1839 г. Элементарная газогидравлическая теория скачка уплотнения, установившая связь между давлением и плотностью до и после скачка была дана Рэнкином в 1870 г. и Гюгонио в 1887 г. явление образования скачков уплотнения в сопле Лаваля было изучено Стодола. Полного своего расцвета газовая гидравлика достигла в первой половине нашего века в связи с вставшими перед нею запросами авиации, турбостроения и техники реактивного движения. [c.29]

Прп конденсации в трансзвуковой области сопла возможно воз-нпкповеппе нестационарных режимов течения. Экснерихментальпо в ряде работ [177, 178] обнаружено существование нестационарных явлений и отмечены значительные пульсации параметров потока (с частотой 500—1000 Гц) при конденсации в трансзвуковой области во влажном воздухе. Проведен анализ этого явления в рамках одномерной теории и показана возможность существования нестационарного процесса. В работе [178] методом С. К. Годунова получено численное решение системы уравнений, описывающей нестационарное одномерное течение со спонтанной конденсацией в трансзвуковой области сопла Лаваля. Показано, что при определенных условиях при нестационарных начальных и граничных условиях предельное состояние не является стационарным, а обладает периодической структурой, что связано с возникновением и исчезнове-нпем ударных волп, порожденных неравновесной конденсацией. [c.327]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...