Профилирование осесимметричного сопла

Как было показано выше, корректная задача профилирования сопла наиболее естественным образом формулируется именно в плоскости годографа. Это обстоятельство послужило основой для разработки метода профилирования осесимметричного сопла, аналогичного описанному в 1, 2. [c.118]

Форма расширяющейся части сопла оказывает значительное влияние на спектр струи за соплом. Опыт показывает, что в правильно профилированном осесимметричном сопле скачки уплотнения за выходным сечением возникают только при больших отклонениях режима от расчетного ра р )- На расчетном режиме и при незначительных отклонениях от него (ра<р1) сопло работает без скачков уплотнения на выходе. [c.370]

Одна из трудностей численного решения задачи профилирования дозвуковой части осесимметричного сопла обусловлена наличием в уравнении смешанной производной. Ее аппроксимация по формуле [c.120]

Ниже приведены некоторые результаты численного профилирования сопел и каналов по заданной Г, являющейся характеристикой С , и граничным условиям на границе различной формы Г рассчитана предварительно классическим методом характеристик, разработанным в соответствии с [16]. В качестве объекта исследований выбирались плоские и осесимметричные сопла с угловой точкой и радиусом скругления трансзвуковой части Яг — = г/г =18 (г — высота или радиус критического сечения). Показатель адиабаты в расчетах принимался равным 1,4. [c.178]

При профилировании сопел Лаваля и сопловых лопаток турбин наиболее предпочтительной оказалась схема с плоской звуковой поверхностью. Однако для осесимметричного потенциального течения было доказано [151], что звуковая поверхность, совпадающая с характеристической, может быть только плоскостью, ортогональной оси симметрии. Поэтому если использовать схему, в которой дозвуковое и сверхзвуковое течения независимы друг от друга, то обязательно придется конструировать дозвуковой участок канала с плоской звуковой поверхностью, ортогональной оси клапана. В этом случае дозвуковой частью канала является контур кольцевого сопла Лаваля с плоской звуковой поверхностью. [c.104]

Вместо секции 3 с осесимметричным контуром проточной части можно установить секцию, в которой осуществляется поворот оси на угол а = 5° в минимальном сечении сопла. Посадочные места секций 3 позволяли подсоединять к ним не только коническую сверхзвуковую часть с углом 04=15°, но и другие модели. Были проведены исследования, в частности, на двух моделях с профилированным контуром сверхзвуковой части (Мо = 4, Га = 3,16, У =1,4 и Мо = 5, г = 4,52, 7 = 1,4) и на модели с конической сверхзвуковой частью (0 = 5°). [c.235]

Второй класс — задачи профилирования — рассмотрены только для двумерных (плоских, либо осесимметричных) течений на примерах профилирования сопел аэродинамических труб, сопел модельных установок и сопел со специальными условиями в выходном сечении. Конечной целью задачи профилирования является построение контура сопла, реализующего заданные условия в выходном сечении. [c.5]

В рамках обратной задачи рассчитать сопла Лаваля с прямолинейной поверхностью перехода достаточно просто. В случае плоских и осесимметричных течений необходимо и достаточно для обеспечения прямолинейной звуковой линии задать на оси симметрии распределение скорости, имеющее равную нулю первую производную в центре сопла (центр сопла — точка на оси симметрии, где скорость равна скорости звука). Практический интерес к соплам с прямолинейной звуковой линией связан с профилированием сопел аэродинамических труб и сопел реактивных двигателей. Сверхзвуковую часть таких сопел можно профилировать независимо от дозвуковой, поскольку прямолинейная звуковая линия является одновременно и характеристикой первого и второго семейств. [c.136]

На рис. 4 42, б приведены результаты профилирования сопел с заданным контактным разрывом на Гг для двухслойного осесимметричного течения и заданным условием 0 = 0° на Q. Начальное распределение чисел М вдоль оси симметрии получено классическим методом характеристик для сопла с радиусом R2 =4 при показателе адиабаты =1,3. Это распределение использовалось далее для определения Гг с помощью решения задачи Коши с данными на оси симметрии. В рассчитанном варианте принималось, что в ядре потока Yi=1,3, а в периферийной части его Y2=1,4- При этом расходы газа в этих слоях выбирались равными 22 и 78%. Полные давление и температура в обоих слоях принимались одинаковыми. [c.180]

Сопла с центральным телом или кольцевые сопла находят применение как в ракетной, так и авиационной технике. Отличие этих сопел от рассмотренных выше осесимметричный конических сопел или сопел Лаваля заключается в кольцевой (или щелевой) форме критического сечения сопла вместо круглой формы. В ракетной технике сопла с центральным телом используется для уменьшения габаритов и веса реактивных двигателей [5], [64]. В авиационной технике в ряде случаев, например, при использовании двигателей с большой степенью двухконтурности без смешения потоков в контурах наличие центрального тела в вентиляторном (внешнем) контуре является неотъемлемым атрибутом двухконтурных сопел (рис. 2.1 ). Схемы сопел с центральным телом, приведенные на рис. 2.1, 2.3, 2.5-2.7 показывают, что они могут быть как круглыми, так и плоскими, с прямым или наклонным (рис. 2.1 в) критическим сечением, с профилированным (рис. 2.1) или коническим (рис. 2.5) центральным телом, без внешней (рис. 2.16) или с внешней (рис. 2.1 в) обечайкой, с укороченной 2.16) или полной длиной (рис. 2.1 е) центрального тела, симметричными (рис. 2.16) или несимметричными (рис. 2.1 е) и т. д. [c.175]

В ЛАБОРАТОРИИ наряду с соплами Лаваля серьезное внимание уделялось профилированию сопел других схем. К ним относятся плоские и осесимметричные сопла с центральным телом и наклонной ( прикрытой ) обечайкой [38, 39], ультракороткие кольцевые сопла с центральным телом и с потоком в минимальном сечении, направленным к оси симметрии, а также тарельчатые сопла со звуковым потоком, направленным от оси симметрии ([40, 41] и Глава 4.17). Помимо прочего, интерес к таким соплам обусловлен их авторегулируемостью. Последняя обеспечивается автоматическим уменьшением интенсивности пучка волн разрежения, возникающего при обтекании обечайки на перепадах, меньших расчетного. Данное свойство важно для сопел двигателей, работающих в широком диапазоне перепадов давления. [c.366]

Кроме методов профилирования плоских и осесимметричных сопел в ЛАБОРАТОРИИ развивались приближенные способы профилирования пространственных сопел максимальной тяги и сопел аэродинамических труб. В [45] развит метод профилирования цилиндрических боковых стенок пространственного сопла максимальной тяги, которое отличалось от плоского дополнительным медленным расширением его верхней и нижней стенок. Вариационная задача решалась в квазитрехмерном приближении, сводящим пространственное течение к двумерному с отвечающими расширению верхней и нижней стенок слагаемыми в условиях совместности на и С -характеристиках. Тяги построенных сопел, определенные в квазитрехмерном приближении, сравнивались с величинами, рассчитанными интегрированием пространственных уравнений Эйлера по маршевой схеме второго порядка аппроксимации. Выполненные сравнения подтвердили высокую точность развитого приближения. [c.367]

В приближении идеального (невязкого и нетеплопроводного) газа исследуется влияние на интегральные характеристики и на форму профилированных сверхзвуковых частей плоских и осесимметричных сопел Лаваля выбора образуюш ей их дозвуковых участков. Сравниваются сопла с плавным входом "и с внезапным сужением "при одинаковых расходах и габаритных ограничениях на все сопло, а не только на его сверхзвуковую часть. В такой постановке, согласно [1], у сопел с внезапным сужением при течении в них идеального газа следует ожидать лучп1ие характеристики. Это подтверждается результатами выполненных расчетов. [c.512]

В рамках идеального (невязкого и нетенлонроводного) газа решена задача оптимального профилирования контура сверхзвуковой части тарельчатого сопла. При заданных равномерном звуковом потоке в радиальном критическом сечении сопла, ограничениях на его габариты и внешнем давлении ( противодавлении") построенные контуры реализуют максимум тяги. Начальные звуковые участки оптимальных контуров профилируются из условия обеспечения на них равного единице числа Маха. Изменяя длину начального звукового участка, можно строить сопла разных размеров. Возможности созданных программ демонстрируют примеры тарельчатых сопел, оптимальных при работе в пустоте. Показано, что малые потери тяги получаются при умеренных размерах сопел. В рассчитанных примерах при одинаковых длинах и расходах газа оптимальные тарельчатые сопла обеспечивают большую тягу, чем оптимальные осесимметричные и кольцевые сопла с осевым звуковым потоком. [c.552]

Тарельчатые сопла, как п пх плоский аналог, который профилировался в [1], а также плоские и осесимметричные конфигурации с центральным телом с прикрытой обечайкой [2-6], будучи авторегулиру-емыми, представляются перспективными для приложений, в которых закетный двигатель работает в широком диапазоне противодавлений. Если тем не менее такой двигатель большую часть топлива расходует на больших высотах, то актуальна задача оптимального профилирования его соила нри низком или даже нулевом противодавлении. [c.552]

В монографии изложены результаты иееледований в облаети теоретической и вычислительной трансзвуковой аэродинамики. Помимо общих вопросов трансзвуковой теории рассматриваются следующие проблемы фундаментально-прикладного характера трансзвуковое вихревое течение за отошедшей ударной волной образование и свойства висячих скачков уплотнения обтекание профиля крыла при больших дозвуковых скоростях полета, в частности, профилирование докритического крыла профилирование сопла Лаваля в корректной постановке и прямая задача сопла струйное трансзвуковое обтекание теория осесимметричных трансзвуковых течений некоторые вопросы, актуальные для пространственных течений. [c.2]

Сопло с плоской поверхностью перехода через скорость звука. Практический интерес к соплам с прямолинейной звуковой линией связан с профилированием сопел аэродинамических труб и реактивных двигателей. Сверхзвуковую часть в этом случае можно профилировать независимо от дозвуковой, поскольку прямолинейная звуковая линия является одновременно характеристикой и первого и второго семейств. Задать арпоп контур сопла, обеспечивающий прямолинейную звуковую линию, практически невозможно. Для этого необходимо и достаточно, чтобы в минимальном сечении контур сопла и все линии тока имели нулевые первые, вторые и третьи производные [239] С другой стороны, в рамках обратной задачи сопла Лаваля с прямолинейной линией перехода рассчитываются достаточно просто. В случае плоских или осесимметричных течений для этого необходимо и достаточно задать на оси симметрии распределение скорости, имеющее равную нулю первую производную в звуковой точке, например, в виде [c.147]

Ниже излагаются результаты теоретического и экспериментального исследования пространственных течений газа в соплах. Основное внимание уделяется изучению боковых сил и MOMeiiTOB, возникающих вследствие несимметричных возмущений контура осесимметричного конического или профилированного сопла илп вследствие несимметричных возмущений параметров в некотором сечении сопла. [c.209]

Сверхзвуковое течение вязкого газа в профилированном сопле. Примерами применения маршевого алгоритма, включающего схемы (5.5) и (5.11), являются расчеты течения вязкого газа в пространственном осесимметричном сверхзвуковом сопле [73], которое экспериментально исследовано в [77]. Контуры этого сопла (х) были получены в [77] в результате решения обратной задачи методом характеристик, исходя из требования, чтобы число Маха М однородного ядра потока в выходном сечении сопла равнялось бы 6. При этом полученный таким образом идеальный контур сопла (х) подправлялся на толщину вытесне1шя пограничного слоя 5 (х), т.е. (х) =у(х) + 5 (х). Контур сопла (х), представленный на рис. 2.24, получен при следующих параметрах рабочего газа (воздуха) давление и температура торможения ро = 5000 Па, То = 180 [c.180]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...