Длина дозвуковой части сопла

Длина дозвуковой части сопла [c.86]

На практике при создании сопел реактивных двигателей стремление к обеспечению равномерного потока в критическом сечении и максимальной пропускной способности (Цс 1) приводит к большой длине дозвуковой части сопла. [c.66]

Расчет и экспериментальное исследование теплообмена в соплах Лаваля показывают, что коэффициент теплоотдачи интенсивно изменяется вдоль сопла в дозвуковой части сопла коэффициент теплоотдачи увеличивается, достигает максимального значения вблизи критического сечения сопла, а затем уменьшается. На рис. 10.7 показано изменение коэффициента теплоотдачи по длине сопла при давлении воздуха перед соплом 98 бар и температуре 2000° К, рассчитанное по формуле (10.34). В расчетах принято = 800° К, кр = 50 мм. Здесь а и а ,, — местные коэффициенты теплоотдачи в рассматриваемом и критическом сечениях сопла. [c.390]

Длина суживающейся части сопла, как и длина всякого дозвукового сопла 1 на рис. 8-10), по соображениям, изложенным выше, выбирается минимальной. Что же касается расширяющейся, сверхзвуковой части сопла, имеющей обычно коническую форму, то ее длина выбирается такой, чтобы угол раствора сопла (y на рис. 8-10) не превышал 11-12° при больших углах раствора возникает опасность отрыва потока от стенок сопла. [c.288]

Если длина сверхзвуковой части может быть сокращена путем выбора оптимальной схемы ( 6), то вопрос о длине дозвуковой части следует рассматривать с позиции сопла конечной длины. При этом главную трудность составляет проблема реализации сформулированного граничного условия на входе в сопло. [c.86]

Геометрию до- и трансзвуковой областей современных сопел можно характеризовать следующими параметрами (рис. 4 1) длиной дозвуковой части 1о, радиусом кривизны Щ контура в окрестности минимального сечения сопла со стороны до- и сверхзвуковой областей, углом наклона конического участка 0о, радиусом сопряжения конического и цилиндрического участков 7 1, радиусом минимального сечения и радиусом входного сечения Го (или степенью поджатия п = Если в минимальном сече- [c.147]

Численные и экспериментальные исследования течений в соилах с прямолинейной звуковой линией показывают, что длина дозвуковой части таких сопел, рассчитанная в рамках идеальной жидкости, довольно велика, а из-за вязких эффектов реализовать прямолинейную звуковую линию практически не удается. В связи с этим такие сопла в реактивных двигателях не используются. [c.149]

Локальные зоны торможения. Иногда в ускоряющемся потоке возникают местные зоны торможения, что может привести к нежелательному отрыву пограничного слоя и ухудшению теплозащиты сопла. Зона торможения возникает при малых Ri в дозвуковой части сопла в окрестности точки сопряжения радиусного и цилиндрического участков. Зависимость коэффициента давления Ср в этой области от длины сопла показана на рис. 4.9, где дано сравнение экспериментальных [119] и расчетных [143] данных. При [c.153]

Изложенная методика была использована для определения начальных данных при сдвиге в сечепии ж == О и последующего построения расчетных зависимостей. Расчетные зависимостя 8 на рис. 5.22 хорошо согласуются с экспериментальными не только вблизи тех сечений, которые использовались для определения начальных данных, но и по всей длине сопла. Это служит доказательством правильности определения начальной боковой силы и начального момента по предложенной методике. Аналогичным образом были определены начальные данные и в других сечениях, в которых производился сдвиг оси. Оказалось, что при сдвиге в сверхзвуковой части сопла смещение тяги приблизительно равно половине сдвига оси, т. е. е [ —/г /2. Это подтверждает сделанное при выводе формулы (5.72) предположение о том, что =—Ь12 (другие составляющие смещения в рассматриваемых случаях малы по величине). Однако эти соотношения не выполняются при сдвиге в минимальном сечении сопла. Здесь величина смещения тяги очень мала, так что можно принимать е [ = 0. В этом случае сдвиг оси эквивалентен повороту оси сопла в минимальном сечении па некоторый угол а. Это, вероятно, является справедливым и при сдвигах в дозвуковой части сопла. [c.239]

При таком задании области тепловыделения часть линии тока проходит через зону тепловыделения не по всей длине. Малый градиент температуры в дозвуковой части сопла (вне зоны тепловыделения) объясняется малым градиентом давления и отсутствием [c.214]

Уменьшение длины дозвуковой части приводит к наличию достаточно больших углов наклона контура и малым радиусам скругления в критическом сечении и, как следствие, к уменьшению коэффициента расхода сопла. Оценку пропускной способности сопел различной геометрии при экспериментальных исследованиях проводят с использованием эталонных звуковых сопел, которые обеспечивают коэффициенты расхода, близкие к 1, но форма контура которых может, вообще говоря, выбираться различным способом. [c.66]

Схемы рассмотренных типов конических сверхзвуковых сопел приведены на рис. 3.30. Скругление контура в районе критического сечения конических сопел с угловой точкой осуществлялось двумя способами в первой серии сопел дуга окружности, скругляющий угловую точку, образовывала как часть дозвукового, так и сверхзвукового контуров сопел с некоторым изменением длины сопла (три варианта) во второй серии — дозвуковая часть выполнялась в виде дуги окружности при постоянной длине дозвуковой части и с сохранением угловой точки в критическом сечении (семь вариантов сопел). [c.94]

В работе [31] подробно исследованы тяговые характеристики девяти вариантов трехмерных сопел с различной формой выходного сечения, распределение давления в различных сечениях по длине сверхзвукового сопла и картина течения методом визуализации с помощью саже-масляного покрытия. Фотографии моделей этих девяти вариантов трехмерных сопел приведены на рис. 6.1, а схемы моделей, показывающих особенности формы критического и выходных сечений сопел — на рис. 6.2. Семь из девяти приведенных на рис. 6.1 и 6.2 вариантов сопел имели одинаковую коническую дозвуковую часть сопла с [c.258]

Сопло Лаваля состоит из короткой сужающейся и относительно длинной расширяющейся частей. В сужающейся части поток дозвуковой и скорость возрастает по течению до наиболее узкого сечения —горла сопла К—К. Если перепад давлений до и после сопла невелик, то наибольшая скорость в сечении К—К не достигает своего критического значения и поток в расширяющейся части сопла остается дозвуковым скорость при этом все время уменьшается, а давление возрастает. При значительном перепаде давлений скорость в сечении К—К достигает своей критической величины и поток в расширяющейся части сопла становится сверхзвуковым скорость при этом продолжает возрастать, а давление — уменьшаться. [c.257]

В приближении уравнений Рейнольдса, дополненных дифференциальной моделью турбулентности, исследовано течение в соплах Лаваля с внезапно сужающейся дозвуковой частью нулевой длины и в соплах с плавными входными частями. Установлено, что влияние вязкости не ведет к отрывам в окрестности минимального сечения оптимальных сопел с внезапным сужением, а их тяга при увеличившимся по сравнению с идеальным (невязким) течением расходе во всех рассчитанных примерах превышала тягу сопел с плавным сужением и с также оптимально спрофилированными сверхзвуковыми частями. [c.331]

Наряду с профилированием только сверхзвуковой части сопла рассмотрена и фактически решена задача ([23] и Глава 4.13) одновременного профилирования до-, транс- и сверхзвуковой частей сопла, которые, примыкая к заданной цилиндрической камере сгорания, реализуют максимум тяги при фиксированных расходе и полных параметрах газа, общих габаритах, включающих длину всего сопла, а не только его сверхзвуковой части, и противодавлении. Показано, что в полной постановке общепринятые плавно сужающиеся дозвуковые части заменяются внезапным сужением - дозвуковой частью нулевой длины. В результате увеличивается длина сверхзвуковой части. Это вместе с сильной неравномерностью в минимальном сечении, которая, согласно 24], увеличивает удельный импульс звукового потока, при реальных длинах дает заметный прирост тяги. [c.364]

Вместе с соображениями, изложенными в [19 авторам [20] найти решение задачи профилирования всего сопла (а не только его сверхзвуковой части), реализующего максимум тяги при заданной полной длине. В свою очередь, построение такого решения, в котором дозвуковая часть заменена внезапным сужением (Глава 4.14), потребовало создания методов численного интегрирования уравнений газовой динамики на существенно неравномерных сетках (Глава 7.9). Наряду с созданием в основном для расчета околозвуковых течений в потенциальном приближении специальных численных схем (см. Введение к Части 7) в ЛАБОРАТОРИИ был развит метод [21], который с учетом особых свойств околозвуковых потоков позволяет находить интегральные характеристики сопел с существенно более высокой точностью, чем точность численного определения используемых для этого параметром течения. [c.212]

Обратим внимание на профиль = 90°, го = О, так как здесь длина профилированного участка минимальна. Фактически контур дозвуковой части представляет собой границу струи, истекающей из плоского экрана в затопленное пространство с давлением, соответствующим звуковой скорости. Полученные контуры сопел (кроме случая го = 0) состоят из двух участков постоянной скорости и прямолинейного участка, на котором происходит разгон потока, что обеспечивает выполнение важного условия монотонности скорости вдоль стенки сопла. На рис. 4.2 приведены также контуры сверхзвуковых участков с угловой точкой на прямой звуковой линии. [c.121]

Схема а — наиболее простая — весь расход охладителя проходит от среза сопла к головке камеры сгорания. В схеме б концевая часть сопла охлаждается частью расхода, так как здесь более низкие тепловые потоки. Эта схема позволяет несколько снизить гидравлические потери в охлаждающем тракте, массу и габаритные размеры камеры уменьшением длины подводящих трубопроводов и применением менее габаритного коллектора. Схемы в и г — конструктивно более сложные, но позволяют также уменьшить длину подводящих трубопроводов, снизить гидравлическое сопротивление охлаждающего тракта, подавать в области с наибольшими тепловыми потоками (дозвуковая и критическая части сопла) охладитель с более низкой температурой. [c.104]

В настоящей главе описаны течения газа в плоских и осесимметричных соплах. Несмотря на различные назначения сопел в технологических установках, таких как реактивные двигатели, аэродинамические трубы, МГД-генераторы, газодинамические и химические лазеры, в них можно выделить три характерные области течения дозвуковую область течения в сужающейся части, трансзвуковую область в окрестности минимального сечения и сверхзвуковую область в расширяющейся части сопла. Для таких сопел характерны значительные продольные и поперечные градиенты газодинамических параметров, обусловленные ускорением потока до значительных сверхзвуковых скоростей на малой длине. [c.146]

Центральным моментом разностной схемы является метод расчета производных ду/дз, дг/дз, дг/дд и др/дв, входящих в правые части уравнений (3.10), (3.11). Обратимся к разностной записи производных ди/дз и дг/дз. На рис. 3.1 представлена типичная зависимость V на контуре сопла от его длины в дозвуковой части [c.100]

Выражение (4.24) годится как для дозвуковой, так и сверхзвуковой части сопла. Таким образом мы получаем возможность установить закон изменения давления по всей длине сопла, если [c.177]

Анализ материалов испытаний эл екторов рассматриваемого типа показал, что неравномерность потока на входе в диффузор в зависимости от схемы, геометрических параметров и режима работы эжектора сильно изменяется, в связи с чем в широких пределах изменяется и коэффициент К. Даже при оптимальной длине камеры смешения величина /Сь по нашим опытам, может изменяться в пределах от 1,5—2,0 до 10. В связи с этим точность расчета потерь в диффузоре эжектора по изложенному выше методу очень невелика и на практике чаще всего пользуются экспериментальными зависимостями величины лч.зр от характерных параметров эжектора. Исключение составляют сверхзвуковые эжекторы, работающие при малых отношениях давлений высоконапорного и низконапорного газов, а также дозвуковые эжекторы, где эта методика может с успехом применяться. Эта методика может дать хорошие результаты и при расчете потерь в расширяющейся части сверхзвукового сопла при дозвуковом течении в нем (Я р<1), так как поток достаточно равномерен. [c.189]

Вариант 0 р = О соответствует эталонным соплам, коэффициент расхода которых в пределах погрешности экспериментальных исследований близок к 1. Поэтому независимо от степени сужения канала кр/ вх эта величина на рис. 3.10 взята Цс = 1 для 0 р = 0. Вариант 0 р = 90° соответствует нулевой длине дозвуковой части сопла, а вариант кр/ вх - О — достаточно большой степени сужения, когда площадь критического сечения сопла более чем на порядок меньше площади канала на входе в коническое сопло. Приведенные на рис. 3.10 экспериментальные данные соответствуют достаточно большим числам Re Kp характерным при проводимых на различных установках испытани- [c.72]

Важной особенностью разностной схемы является метод расчета производных dvjdx, drjdx, входящих в правые части уравнений (7.19) — (7.22). Запишем производные dv/dx и drJdx в разностном виде. На рис. 7.3 изображена типичная зависимость v на контуре сопла от его длины в дозвуковой части сопла. В области 1, соответствующей дозвуковому течению с малыми скоростями, изменение функции V невелико и ее производные малы. Наоборот, области //и [c.189]

Найти распределение локальных значений чисел St и Nu по длине дозвуковой части комбинированного сопла в предположении, что турбулентный пограничный слой развивается от начального сечения сопла. Общая длина сопла L = 203 мм, площади поперечных сечений докрити-ческой части сопла приведены в табл. 16.1. [c.244]

Расчеты проводились с использованием 17 блоков. В невязком ядре блоки содержали 64 поперечных ячейки. В направлении потока на дозвуковую часть сопла приходилось около 60 ячеек, а на его сверхзвуковые части — 128, 192, 256 и 256 ячеек для сопел с полной длиной X = 10, 15, 20 и 25 соответственно. За линейный масштаб взята размерная ордината точки излома а — ближайшей к оси симметрии точки торца, образуюгцего внезапное сужение. Ордината точки излома и цилиндрическая дозвуковая часть одинаковы у всех сопел с внезапным сужением. Поэтому безразмерная ордината излома уа = Ордината цилиндрического, непрофилируемого и не входягцего в длину X сравниваемых сопел дозвукового канала У = 1.5 = 1.5. Величины с индексом — размерные, а без него — безразмерные. [c.336]

Сменил контура в критическом сечении 0 р и разной степени сужения сопла кр = кр/ вх- Величина е р = 90° соответствует сужающемуся соплу с нулевой длиной дозвуковой части. Приведенные данные свидетельствуют о существенном влиянии двух щссматрива-емых параметров (0 р и ) на величину 71 или на наступление режима запертого течения в сужающихся конических соплах. [c.72]

Для сопла с нулевой длиной дозвуковой части (0 р = 90°) и большой степенью сужения от входа до критического сечения (т. е. при достаточно малых относительных размерах критического сечения сопла) достижение запертого режима течения в критическом сечении = onst происходит при весьма больших значениях тГс > 20, т. е. более чем на порядок превышающих величину первого критического перепада давления. [c.72]

На рис. 3.63 указаны также три типа зон отрыва в районе угловых точек контуров исследованных вариантов сопел в соответствии с данными визуализации течения (рис. 3.16, 3.58-3.60). Небольшая отрывная зона (А) возникает в начале сужения конической дозвуковой части с 0 р = 34,5°, зона отрыва (Б) характеризует дозвуковую часть сопла с нулевой длиной (0 р = 90°) и зона (В) — небольшая отрывная зона в сверхзвуковой части сопел непосредственно за критическим сечением. Изменение давления по стенке сопла для вариантов с различным сочетанием углов 0 р и 0 в целом имеет много обгцего резкое пикообразное падение давления в районе угловой точки в критическом сечении, восстановление давления после этого пика до некоторой максимальной для данного сопла величины и затем снижение давления к срезу сопла в соответствии с разгоном потока в сверхзвуковой части. Однако уровень давления в сверхзвуковой части сугцественно зависит от величины углов 0 и 0 р. Наибольший пик разрежения и минимальный уровень давления по стенке сверхзвуковой части с наибольшим из исследованных углов раскрытия 0 = 11° (вариант 1). [c.130]

Таким образом, экспериментальные исследования интегральных характеристик звуковых и сверхзвуковых сопел с различной формой дозвуковой части показали, что переход от сопел с плавной формой дозвуковой части (0кр = 0°) к соплам с крутым контуром (0 р = 90°) дает выигрыш в потерях тяги только на режимах истечения сильно недорасширенных реактивных струй. Этот переход целесообразно осуществлять в случае, когда существуют ограничения на выбор оптимальной площади среза сопла и оно работает на режиме сильного недорасширения струи в этом случае суммарный выигрыш от сопла с крутым контуром может составить 1% и более от идеальной тяги сопла, несмотря на то что коэффициент относительного импульса у этого сопла меньше (или потери импульса больше), чем у сопла с плавной дозвуковой частью. Этот выигрыш в тяге сопровождается уменьшением габаритов сопла за счет уменьшения длины дозвуковой части, а следовательно и снижением веса сопла. [c.136]

Теоретические исследования [7.11 течений пара с начальными параметрами ро -= 0,6 МПа и Го = в сопловой решетке G-9012A при дозвуковом потоке показали, что по всей длине сопла пар расширяэтся с полным переохлаждением и в косом срезе в дозвуковой части возникает нестационарная конденсация пара. [c.268]

В тепловой трубе с постоянным диаметром парового канала поток ускоряется и замедляется из-за подвода пара в испарителе и отвода в конденсаторе. Изменение скорости в сужающе-расширяющемся сопле происходит вследствие течения с постоянным массовым расходом через изменяющееся сечение, в то время как изменение скорости в тепловой тдубе происходит вследствие изменения массового расхода потока при постоянном сечении канала. В сужающейся части сопла давление падает, в результате чего растет скорость потока (рис. 3.2). В расширяющейся части сопла скорость может продолжать расти и достигнуть сверхзвукового значения или может снова произойти сжатие потока, что вызовет восстановление давления и снижение скорости. Степень восстановления давления зависит от величины противодавления. Кривая А соответствует дозвуковому потоку с выходным давлением Ра-Давление уменьшается, а скорость увеличивается вплоть до горловины. В расширяющейся части происходит восстановление давления и снижение скорости потока. Если противодавление снизить до значения Ръ, то в горловине поток приобретает звуковую скорость и достигается максимальный массовый расход. Такие условия считаются критическими или запирающими, и дальнейшее снижение противодавления не приведет к увеличению скорости потока. Когда давление уменьшится до значения Рс, скорость в расширяющейся части становится сверхзвуковой и восстановление давления- часто носит характер ударной волны. Существует одно значение Рв, для данного отношения площадей, при котором происходит непрерывное ускорение газа по длине расширяющейся части. Снижение противодавления ниже этого значения не влияет на условия течения в сопле. [c.81]

При снижении внешнего давления ниже р в сопле реализуется уже точение другого типа. До минимального сечения течение по-прежнему дозвуковое оио представляется верхней ветвью кривой р = р Р) при ( = 1 и в дозвуковой части больше не зависит от внешнего давления. После прохождения минимального сечения поток становится сверхзвуковым и представляется нижней ветвью этой кривой, которая пересекается с прямой Р = Ра в точке р = ра. Величина ра также определяется по формуле (1.128). Если ра = Рп, то говорят, что сопло работает в расчетном режиме, при этом течение в сопле изоэнтроническое с монотонно возрастающей по длине сопла скоростью и убывающими давлением, плотностью и температурой. [c.44]

Поэтому длина газовода I не влияёт на рг и Т2 независимо от того, в каком месте между критическим сечением и сечением 2 произошел прямой скачок. Однако существует максимальное значение длины газовода, которое не следует превышать в противном случае в критическом сечении не произойдет запирания потока [это значение длины также можно найти из уравнения (16), но при М.1<1> что соответствует дозвуковому фиктивному процессу обратного сжатия в расширяющейся части сопла]. Отмеченная выше особенность может оказаться полезной при выборе длины газовода целесообразно длину газовода делать больше критической (/кр), но в то же время достаточно малой для того, чтобы получить запирание [c.326]

Первый столбец табл. 1 и 2 дает информацию о модели течения i — идеальный, v — вязкий газ о полной длине сопла X цифры 10, 15, 20 и 25 и о типе сопла. Оптимальные сопла с внезапным сужением и с полкой давления за изломом метит буква р . Оптимальные сопла без полки давления не имеют дополнительных букв. Сопло с внезапным сужением, но с расширяюгцейся частью, оптимальной для равномерного звукового потока, метит буква н . Напомним, что у всех сопел с внезапным сужением = 1- У всех сравниваемых сопел ордината цилиндрического, не входягцего в полную длину сопла X, дозвукового канала Y = 1.5. [c.341]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...