Особенности торможения сверхзвукового потока

Особенности торможения сверхзвукового потока [c.196]

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]

Одна из этих особенностей заключается, в частности, в том, что в ряде случаев основные параметры, характеризующие движение и состояние газа давление, плотность, температура и ско-1 рость,— не являются непрерывными функциями точек пространства, заполненного текущим газом. Так, опыты показывают, что при более или менее значительном торможении сверхзвукового потока в последнем возникают поверхности, при прохождении газа через которые величины указанных выше параметров скачкообразно изменяются. [c.339]

Непрерывное торможение сверхзвукового потока М>1 до дозвукового М<1 осуществимо-в строго определенных условиях (см. п. 16.3). Если эти условия нарушаются, то при торможении сверхзвуковых потоков возникают скачки уплотнения или ударные волны. На них сверхзвуковой. поток тормозится ударно скорость снижается скачком, увеличиваются плотность (отсюда скачки уплотнения ), давление и температура. Основная особенность скачков уплотнения состоит в том, что фронт их — б — очень тонок — порядка длины свободного пробега молекул в данных условиях и тем тоньше, чем больше число М. Для воздуха при нормальных физических условиях 6 18-10 мм при М=2 и б =8 10 мм при. М=5. [c.213]

В итоге можно отметить две характерные особенности, отличающие сверхзвуковой поток от дозвукового. Одна особенность связана с увеличением скорости потока, а другая — с торможением его. [c.73]

Рассмотрим теперь особенности течения с трением при сверхзвуковой скорости на входе в трубу. Из формулы (130) следует, что если приведенная длина трубы меньше критического значения, определяемого для данного значения К > i формулой (131), то по длине трубы скорость потока будет уменьшаться, оставаясь сверхзвуковой. На выходе из трубы при непрерывном торможении потока будет получено Я2 > 1. При некотором значении приведенной длины трубы, называемом критическим, из уравнения (130) следует ф( 2)= 1, т. е. 2=1. Этой длине соответствует предельно возможный режим течения с непрерывным изменением скорости от заданного значения A,i > 1 до кч = 1. Если X > У.кр, то непрерывное торможение потока в трубе невозможно. В этом случае уравнение (130), описывающее течение с непрерывным изменением скорости, не имеет решений для 2, так как из него следует ф(Я-2)< 1. В действительности при этом в начальном участке трубы сверхзвуковой поток тормозится [c.263]

Входное устройство служит для эффективного торможения набегающего потока воздуха, что особенно важно в условиях сверхзвуковых скоростей полета. [c.228]

Можно отметить две характерные особенности сверхзвукового потока, которыми он отличается от дозвукового. Первая из них связана с увеличением скорости потока, вторая — с торможением его. [c.25]

Итак, вторая особенность сверхзвукового потока заключается в том, что его торможение носит скачкообразный, ударный характер, т. е. происходит с образованием скачков уплотнения — либо прямых, превращающих сверхзвуковой поток в дозвуковой, либо более слабых, косых, за которыми поток может остаться сверхзвуковым. До встречи со скачком поток остается невозмущенным. [c.28]

Таким образом, вторая особенность сверхзвукового потока состоит в том, что торможение потока при встрече с летательным аппаратом происходит скачкообразно (получается удар). При этом образуются прямые или косые скачки уплотнения. Эти физические явления, происходящие в воздушном потоке при сверхзвуковых скоростях, учитывают при создании летательных аппаратов. [c.76]

Несмотря на то, что определение а, даваемое формулой ( ), имеет точный смысл, от него часто отказываются в связи с отсутствием предварительного знания коэффициента восстановления г. Поскольку г всегда близко к единице, то, по крайней мере при дозвуковых скоростях, этот коэффициент можно, не делая существенной ошибки, заменить на единицу, т. е. определять а как отношение тепловой нагрузки поверхности к разности между температурой торможения и температурой стенки. Кроме того, как показывает эксперимент, для практических целей можно считать, что при дозвуковых скоростях для вычисления и. пригодны обычные критериальные формулы (полученные для малых М), если только во всех случаях под температурой газа понимать температуру торможения потока. Особенную остроту затронутая проблема получает в области сверхзвуковых скоростей. [c.142]

Рассмотрим особенности течения воздуха в обычно применяемых решетках, рассчитанных на торможение потока от сверхзвуковой скорости на входе до дозвуковой на выходе из решетки. [c.71]

Интересная особенность течения в сопле с цилиндрической обечайкой состоит в образовании на центральном теле местной дозвуковой зоны. Торможение потока вызвано его поворотом против часовой стрелки и уменьшением площади кольцевой трубки тока. Известно 14], что при сверхзвуковом обтекании произвольных задних кромок остроконечных тел вращения второй эффект становится определяющим. В пределах точности счета торможение газа происходило без образования ударных волн. [c.131]

Кроме того, допущение об идеальности газа, т. е. отсутствии в нем внутреннего трения, также слишком упрощает действительный поток в диффузоре. На самом деле торможение потока силами трения, особенно существенными вблизи стенок диффузора, создает значительную неоднородность профиля скоростей, совершенно неучитываемую одномерной теорией. Особенно существенную роль в работе сверхзвукового диффузора может сыграть явление отрыва потока (пограничного слоя) от стенок диффузора, тесно связанное с наличием в диффузоре косых скачков, падающих и отражающихся от стенок диффузора об этом также еще будет идти речь в заключительных главах курса. [c.171]

Вторая особенность сверхзвукового воздушного потока связана с его торможением. [c.76]

Рассмотрим подробнее особенности работы входных устройств внешнего сжатия. Для этого обратимся к схеме течения газового потока в плоском трехскачковом воздухозаборнике (рис. 9. 11). Поверхность торможения этого воздухозаборника представляет собой двухступенчатый клин 1—2—3 с углами установки панелей Pi и 2- При их обтекании образуются косые скачки уплотнения 1—А и 2—А, в которых осуществляется торможение сверхзвукового потока. [c.268]

В связи с описанной в Главе 1.5 возможностью перехода в узле стационарного квазиодномерного течения через звук (число Маха потока М = 1) естественно встал вопрос об анализе устойчивости таких течений. Анализ А. Г. Куликовского и Ф.А. Слободкиной ([9] п Глава 5.5) показал, что стационарное торможение сверхзвукового потока с переходом через такую особенность устойчиво. Важным результатом оппсанного анализа явился и развитый нри этом метод количественного оппсанпя эволюции нестацпонарных возмугцений конечной [c.585]

При оценке эффективности торможения сверхзвукового потока необходимо сопоставлять газодинамические параметры в его входном и выходном сечениях. Их распределения в сечении выхода существенно неоднородны. В сечении входа имеется лишь незначительная неоднородность, обусловленная пограничными слоями. Согласно [8], при определении осредненных параметров в произвольном сечении канала действительному неоднородному потоку ставится в соответствие некоторый однородный канонический поток, у которого сохраняются три газодинамические характеристики действительного течения. Их выбор зависит от особенностей задачи. В данной работе переход к одномерному потоку в выходном сечении осуществлялся с сохранением расхода, продольного импульса и потока полного теплосодержания. Параметры полученного так одномерного потока давление Ре, давление торможения р1, температура и число Маха - соотносятся с аналогичными величинами Ро, Ро Мр и То в начальном сечении, образуя безразмерные параметры Ре/Ро РЦРО и Т /Тр, характеризующие процесс торможения потока с газодинамической точки зрения. [c.580]

Образование скачков уплотнения объясняется торможением сверхзвукового потока при вст рече его с ракетой. Физическая же причина возникновения таких скачков кроется в особенностях распространения слабых возмущений (звуковых колебаний) в сверхзвуковом потоке (при движении ракеты со сверхзвуковой скоростью). [c.81]

Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оказывают, что причинами дополнительных потерь кинетической энергии в реальных проточных частях на влажном паре являются 1) неравновесность процесса расширения в решетках ступени 2) появление скачков конденсации при сверхзвуковых скоростях 3) скольжение, коагуляция и дробление капель в сопловой решетке, зазоре и рабочей решетке 4) увеличение трения в пространственных пограничных слоях на поверхности лопаток, особенно значительное при наличии пленок 5) торможение капельным потоком рабочей решетки 6) специфическая конденсационная нестационарность и генерируемая в процессе конденсации турбулентность 7) увеличение утечек через надбандажные, диафраг-менные и концевые уплотнения 8) нарушение расчетного (оптимального) обтекания профилей решеток отклонение параметров в зазорах от расчетных значений 9) увеличение выходных потерь 10) эрозионные повреждения сопловых и рабочих лопаток. [c.153]

Измерения локальных значений давлений торможения, статических давлений и направлений скоростей в потоках влажного пара пневматическими методами сопряжены с большими трудностями. При использовании пневматических насадков необходимо заботиться о том, чтобы в коммуникациях, соединяющих приемник зонда с измерительным прибором, не происходила конденсация пара и чтобы каналы зондов не забивались влагой. Кроме того, необходима специальная тщательная тарировка зондов, учитывающая специфические особенности обтекания приемников потоков влажного пара (углы натекания пара и влаги, рассогласование скоростей фаз v, степень неравновсс-ности процесса и изменение физических свойств при ускорении пли торможении потока), На входном участке зонда происходит торможение пара. При дозвуковых скоростях торможение осуществляется постепенно в некоторой области, примыкающей к носику зонда. При сверхзвуковых скоростях возникает дополнительное торможение в адиабатических скачках. Процесс прохождения этих зон каплями влаги в существенной мере определяет показания приборов. В зависимости от скоростей и размеров ка- [c.77]

Рассмотрим теперь некоторые особенности течения воздуха через решетку рабочего колеса при Ma,i>l. Для большинства трансзвуковых ступеней характерно наличие дозвукового потока на выходе из колеса (Мш2<1), т. е. торможение потока в рабочем колесе с переходом через скорость звука. Типичная для этого случая схема течения воздуха в решетке колеса показана на рис. 2.44. Как известно, при обтекании сверхзвуковым потоком изолированного профиля, имеющего хотя бы незначительное скругление передней кромки, перед ним возникает криволинейный скачок уплотнения — головная волна. Аналогичная картина имеет место при обтекании свемзвуковым набегающим потоком компрессорной решетки рассматриваемого типа. Перед каждой лопаткой возникает головная волна AB . На участке АВ фронт волны почти перпендикулярен вектору скорости, т. е. этот участок можно рассматривать как прямой скачок уплотнения. На участке ВС скачок становится косым, интенсивность его ослабевает по мере удаления от вызвавшего его профиля и на некотором расстоянии оказывается исчезающе малой. В области, лежащей за прямым скачком, скорость становится дозвуковой и уменьшается до нуля в передней критической точке К. Затем на спинке профи- [c.95]

Отличительной особенностью сверхзвуковых газовых потоков является то, что в них прн условии торможения образуются по- всрхностн разрыва, при прохождении через которые параметры газа меняются скачкообразно скорость резко уменьшается, а давление. [c.151]

Выше уже были приведены примеры возникповепия местных зон торможения в трансзвуковой области в окрестности прямолинейной звуковой линии. Характерная особенность их состоит в том, что они являются местными сверхзвуковыми зонами, расположенными вверх по потоку от минимального сечения. Исследование течения в этих зонах, проведенное в рамках идеальной жидкости, при решении прямой задачи для сопел, контуры которых получены из решения обратной задачи, показало устойчивость таких течений по отношению к малым возмущениям при условии, что с высокой точностью выдерживается геометрия контура. Экспериментальное исследование также показывает существование зон торможения, хотя наличие пограничного слоя несколько искажает расчетную картину течения. [c.154]

М 1. Особенность этого течения состоит в том, что здесь поток необходимо рассматривать в двух аспектах в кинематическом и термодинамическом. Так как скорость звука в газе отражает скорость теплового движения молекул, то условие М 1 означает, что кинетическая энергия элементарного объема выше тепловой. Значит, динамические свойства газа при гинерзвуковых скоростях не должны сильно отличаться от их свойств при движении с обычными сверхзвуковыми скоростями. Это позволяет применить асимптотические методы, которые позволят упростить решение ряда задач прикладного характера. С другой стороны, в гипер-звуковом течении начинают проявляться многие нелинейные эффекты термодинамического свойства [1]. Действительно, если оценить температуру торможения в [c.86]

При 1Юперечиом обтекании пластины основное влияние на течение оказывает динамическое торможение потока. Возмущение основного потока усиливается при сверхзвуковом обтекании. Параметры газа меняются немонотонно, возникают сильно неравновесные зоны в ударной волне и пристеночном кнудсеновском слое на фронтальной стороне пластины, плотность в котором резко возрастает, особенно в случае холодной поверхности. За пластиной возникает область низкой плотности, которая может быть на несколько порядков ниже плотности набегающего потока [5]. Возмущение потока как при дозвуковом, так и при сверхзвуковом режимах течения [c.159]

Постановка задачи. Рассматривается сверхзвуковое обтекание плоского тела при падении на него косой ударной волны (фиг. 1). В таком течении происходит взаимодействие ударной волны перед телом с падающей косой волной. Особенности течений, возникающих при пересечении ударных волн между собой, изложены, например, в [9-11]. Рассматриваемой задаче посвящено множество теоретических и экспериментальных работ [11-15]. В упомянутых и других работах теоретически и экспериментально показано, что при определенной геометрии пересечения косого скачка и ударной волны перед тупым телом образуется струйка тока, проходящая через последовательность косых скачков (случаи III и IV по классификации Эдни [13] эту классификацию можно найти также в [14, 15]). В этой струйке тока потери полного давления значительно меньше, чем в окружающих ее трубках тока. Благодаря этому вблизи точки торможения этой струйки на поверхности тела возникают пик давления и резкий отрицательный градиент давления, а следовательно, тонкий пограничный слой с большими градиентами параметров поперек слоя. Так как в скачках температура торможения сохраняется, то при температуре поверхности 7 Г,,, где Г,, - температура торможения, возникает острый максимум теплопередачи. В настоящей работе исследуется возможность уменьшения этого пика теплового потока путем подвода тепла в набегающий поток. [c.135]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...