Три характерных времени для течения в сопле

Н. т. наблюдается при обтекании тел, течении в струях и соплах, особенно при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Напр., хим. реакции в соплах реактивных двигателей протекают неравновесно, поскольку характерное время реакций сравнимо с временем прохождения объёма газа через сопло. [c.328]

Если характерные времена реакции много меньше характерного времени расширения газа в сопле, то устанавливается химическое равновесие и о таком течении говорят как о равновесном. Если же расширение происходит настолько быстро, что химические реакции в сопле не успевают произойти, то говорят [c.21]

Эффекты релаксации в газовых потоках проявляются в тех случаях, когда период релаксации имеет одинаковый порядок с характерным временем течения. В немногочисленных теоретических работах [8, 9], посвященных колебательной релаксации при течении в сопле однокомпонентного двухатомного газа, показано, что проявлением неравновесности является замораживание колебательной энергии Ет, (следовательно, и температуры 7 ) величины Е. и перестают изменяться, в то время как поступательная температура Т продолжает существенно уменьшаться. [c.372]

Общие свойства потока релаксирующего газа при расширении в сопле Лаваля. Замороженное и равновесное течения. Простые решения. Характерные времена процессов. Приближенный метод расчета течения в сопле метод мгновенного замораживания. [c.116]

В выходной секции сопла газовая смесь, как правило, достигает высокой степени разреженности. Температура, плотность и давление падают, а скорость в выходном сечении наибольшая. Поэтому локальное значения характерного времени течения Т невелико, а время релаксации сильно увеличивается из-за разреженности потока. Течение продолжает развиваться в канале переменного сечения, поэтому здесь по-прежнему [c.121]

Развитие теоретических исследований неравновесных газовых течений способствовало также появление быстродействующих вычислительных машин. Необходимость учета релаксационных явлений при расчете газовых течений обусловлена следующими причинами. В области высоких температур и давлений протекают различные химические реакции, процессы диссоциации, ионизации, возбуждения колебательных и электронных степеней свободы. Если времена этих процессов сравнимы с характерными временами макроскопических процессов, то происходит значительное отклонение от состояния термохимического равновесия, вызывающее в свою очередь существенное изменение картины течения. Нарушение локального термохимического равновесия при расширении диссоциированной смеси в ракетном сопле может привести к значительным потерям тяги. Недостаточно высокая скорость электронно-ионной рекомбинации в [c.118]

В настоящее время используются различные типы вихревых усилителей, отличающиеся в основном способом подвода потока питания в рабочую камеру и конструкцией выхода. Первый из предложенных вихревых усилителей имел несимметричный радиальный подвод потока питания и тангенциальный (через специальные сопла) —потока управления (рис. 135, а). В таком элементе при подаче потока управления поток питания отклоняется и затем притягивается к цилиндрической стенке. В плоской цилиндрической камере усилителя возникает закрученное течение с характерным распределением давления в поперечном сечении камеры (рис. 135,6). Давление на выходе камеры ра. С увеличением расхода управления возрастает давление ри на цилиндрическую стенку камеры. Если давление торможения рп. в канале питания поддерживается при этом постоянным, то увеличение расхода управления Qy приводит к уменьщению расхода питания Qa. Возможен предельный случай, когда канал питания оказывается запертым, т. е. расход питания становится равным нулю. При этом расход на выходе усилителя будет равен расходу управления, который назовем запирающим расходом Qyз. Очевидно, минимальный расход через вихревой усилитель в процессе его работы равен запирающему расходу. [c.289]

При быстром изменении состояния газа (течение в сопле, при обтекании тел и др.) термодинамическое равновесие может не успевать устанавливаться. В этом случае надо рассматривать неравновесные процессы. Однако в некоторых случаях изучение неравновесных процессов упрощается. Так, из опытов известно, что распределение энергии по различным степеням свободы частиц происходит крайне неодинаково, время установления равновесия по колебательным степеням свободы на несколько порядков больше, чем по поступательным и вращательным степеням свободы, еще более медленно осуществляется равновесие по составу смеси при диссоциации и ионизации. Инертность, с которой устанавливается химическое равновесие, а также замедленное возбуждение колебательных степеней свободы позволяют ожидать, что в тех случаях, когда время релаксации какого-либо из инертных процессов намного больше характерного времени процесса, возникают условия замороженного течения, [c.85]

Общим для них является задание данных Коши на некоторой поверхности, являющейся поверхностью тока, в частности, на оси симметрии течения. В то же время, для первого класса обратных задач характерно задание данных Коши в начальном сечении в дозвуковой области, а для второго класса в выходном сечении — в сверхзвуковой области. Второй класс задач называется задачами профилирования сопел. В первом классе обратных задач определяется поле течения в окрестности поверхности начальных данных и семейство линий тока, каждая из которых может быть выбрана в качестве жесткого контура сопла. В монографии рассмотрен в основном этот класс задач для одномерного, двумерного и пространственного течения. [c.5]

Диссоциация газа — распад молекул на более простые элементы, включая и атомарные состояния, — характеризуется тем, что кинетическая энергия движения молекул переходит в колебательную и вращательную энергию атомов. Аналогичные процессы происходят и в реактивных соплах ракетных двигателей, реальное течение в которых высокоскоростной, высокотемпературной и реагирующей среды и методы описания этих процессов существенно усложняются. При расширении высокотемпературных продуктов сгорания в реактивных соплах время пребывания газа в них становится сравнимым с характерным временем химических реакций в этом газе. При понижении температуры газа в процессе расширения скорости химических реакций резко [c.346]

При движении в соплах давление и температура пара, переносящего взвешенные в нем капли жидкости, изменяется в направлении расхода. Возникает вопрос, насколько температура поверхности капелек отстает от температуры окружающего их пара при тех темпах изменения параметров, которые характерны для течения в соплах, а также, с какой скоростью происходит выравнивание температур в пределах самой капли. Стодола [Л. 78], рассматривая теплопроводность сферы малого радиуса, показал, что температурное поле внутри капли выравнивается очень быстро и за это время капля может сместиться лишь на малый отрезок. Вегенер и Мак [Л. 10] приводят результаты расчетов Гилмора, согласно которым наибольшая разность температур в пределах капли радиуса до 10 мм менее 0,02 град. Таким образом, в масштабе времени прохождения сопла можно считать, что температуры в центре капли и на ее поверхности практически одинаковы. [c.137]

Итак, неравновесное течение в сопле определяется тремя характерными временами время релаксации г время течения время изменения Туаг- [c.120]

Коэффициент В характеризует число эффективных соударенихг реагирующих частиц в секунду. Постоянные 3 и (последняя называется энергией активации химической реакции) определяются природой элементарных процессов. Как правило, константа скорости реакции определяется экспериментально константы реакций, протекающих в газовой фазе, характерных для течений в соплах, приведены в [144]. Время реакции илп время релаксации прп известной константе скорости определяется по формуле [c.259]

После того как регистратор был готов к работе, экран быстро убирался и струя переходила в режим натекания на преграду с калориметрическим зондом. Для корректной работы этой схемы необходимо, чтобы время, в течение которого температура зонда достигает стационарного уровня было много больше времени установления потока газа. Последнее можно оценить через скорость звука а и характерный размер задачи (например, удаление преграды от среза сопла 2о) как %ркгй1а. Для воздуха в условиях нашего эксперимента Хр и с, а при выбранных размерах калориметрического зонда составит tQ= . .. 3 с. На основании полученных зависимостей температуры от времени определялись значения коэффициента теплообмена с помощью решения одномерного уравнения теплопроводности. [c.73]

Время запуска определяется как время, прошедшее от момента разрыва диафрагмы до выхода течения на стационарный режим. При увеличении начального перепада давления время установления скорости и давления в трех характерных сечениях — начальном, критическом, выходном — незначительно растет. Наблюдается быстрое установление давления во входном сечении (безразмерное время близко к 9) в критическом и выходном сечениях давление устанавливается практически одновременно. При увеличении начального перепада температуры время выхода на стационарный режим меняется незначительно. Скорость во входном сечении устанавливается в 4—5 раз медленнее, чем давление, а в критическом и выходном сечепиях — в 2—3 раза быстрее. За время устаповления скорости с точностью до 2 % в критическом и выходном сечепиях звуковая волна примерно 5 раз пробегает участок сопла до критического сечения. С увеличением у время установления уменьшается и по скорости и по давлению, а при увеличении плош ади входного сечения — уменьшается по давлению, но увеличивается по скорости. Возрастание угла 01 несколько увеличивает время запуска. Практически не влияет на время запуска изменение параметров В и / 1. [c.248]

Релаксационный процесс может оказывать существенное влияние на параметры течения, если время релаксации сравнимо с характерным газодинамическим временем, а изменение энергии, связанное с ЭТИЛ1 релаксационным процессом, составляет значительную часть от общего изменения энергии. При течении в сопле высоко-темиературно смеси с температурой торможения < 4500 К наиболее существенным является неравновесное протекание химических реакции, вклад которых в общую энергию смеси соизмерим с вкладом колебательных степеней свободы, а времена релаксации для них, как правило, на одип-два порядка больше времен релаксации для колебательных степеней свободы молекул. Это видно [c.257]

Для течений газа в соплах характерно наличие значительных градиентов газодинамических величин. 11оэтому говорить о характерном времени протекания релаксационного процесса можно лишь Условно, поскольку оно является функцией газодинамических параметров и при больших градиентах последних меняется в очень 1пирокпх пределах. Можно выделить области течения, состояние за в которых близко к равновесному (характерное газодинами- еское время много больше времени релаксации), неравновесному [c.257]

Важной особенностью этих процессов является очень высокая скорость течения жидкой краски и, соответственно, скорость окраски, в результате чего к краске прилагаются высокие напряжения и усилия деформации. Следует, однако, заметить, что краска находится в струе при распылении (или в зазоре между валиками) такое короткое время, что устойчивое состояние никогда не достигается, и, следовательно, только скоростные методы измерения, вероятно, дадут удовлетворительные реологические параметры. Такие методики требуют сложного оборудования и приборов, особенно при высоких напряжениях и скоростях деформаций, достигаемых при нанесении. Шурц [2] ссылается на скорость сдвига 10 с , достигаемую за 1 мс в высокоскоростной валковой машине. Такие высокие значения с еще большей вероятностью могут быть получены в том случае, если в рецептуре краски имеется полимер в виде раствора. При этом присутствие полимера в концентрациях, характерных для типичных лакокрасочных материалов, и при молекулярной массе около 10 тыс., может привести к появлению структурированных систем как при истечении краски из сопла распылителя, так и при нанесении пленки, выходящей из зазора валковой машины. Гласс [3] показал, что структурная вязкость загущенной водоэмульсионной краски влияет на такие свойства последней при нанесении валиком, как образование полос, разбрызгивание и т. д. Можно предположить, что возникновение структурной вязкости может воспрепятствовать разрыву струй, в результате чего при распылении образуются капли. По закону Троутона структурная вязкость жидкости втрое больше [c.373]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...