Ускорение частиц в сопле

Ускорение частиц в сопле [c.92]

При малых и умеренных концентрациях частиц (рр < 10 их скорость можно рассчитывать в приближении одиночной частицы, т. е. не учитывать влияние частиц на параметры течения газа. Для такого расчета необходимо предварительно изучить как экспериментально, так и числено течение газа в соплах, течение от среза сопла до ударной волны, от ударной волны до преграды. Эти вопросы являются важными применительно к задаче оптимизации процесса ускорения частиц в сверхзвуковых соплах и оптимизации технологического процесса напыления. [c.35]

Хорошее совпадение результатов расчета параметров газа в ядре потока в сверхзвуковом сопле прямоугольного сечения с экспериментальными данными дает основание считать, что представленная здесь методика расчета параметров газа в сверхзвуковом сопле большой длины корректна и позволяет рассчитывать ускорение частиц в таких соплах. [c.55]

Результаты исследований, полученные в настоящей главе, позволяют рассматривать задачи ускорения частиц в сверхзвуковом сопле, свободной струе и в области ударного сжатого слоя перед преградой и задачи оптимизации параметров сопла по скорости частиц в момент удара. [c.72]

Получение регулярных потоков с малыми потерями при торможении в диффузорах — задача гораздо более трудная, чем получение ускоренных потоков с малыми потерями в соплах. В диффузорах идеальные обратимые движения нарушаются за счет тех же причин и свойств среды, что и в соплах, однако при торможении потоков влияние перечисленных выше факторов проявляется в более сильной степени. В диффузорах из-за движения против возрастающего давления условия отрыва потока от стенок более благоприятны, чем в соплах, в которых движение ускоряется — частицы стремятся двигаться по потоку за счет падения давления. Для избежания отрывов на контурах диффузоров в дозвуковой части они должны быть плавными, без стыков и изломов и без слишком больших углов расширения. В сверхзвуковых диффузорах поток газа на входе сверхзвуковой и поэтому, как правило, у входа в диффузор образуются скачки уплотнения, в которых возникают большие потери механической энергии. [c.95]

Во второй главе рассматриваются некоторые аспекты течения чистого газа в плоском сверхзвуковом сопле, свободной струе и пристенной, образующейся при натекании струи на преграду. Приводятся экспериментальные данные по теплообмену струи с преградой и результаты расчета температуры ее поверхности. Анализируются особенности ускорения мелкодисперсных частиц в плоских сверхзвуковых соплах, свободной струе и их торможения в сжатом слое. Изложены результаты оптимизации параметров сопла по скорости частиц в момент удара. [c.26]

Высокое давление (5. .. 10 атм.) позволяет получать большие скорости. Порошки меньше окисляются, так как находятся в потоке малое время из-за высоких скоростей, о чем говорит малое содержание окислов в покрытиях. Баррель помогает обеспечить более однородный прогрев частиц. Смешение струи с окружающей атмосферой приводит к окислению частиц. Таким образом, ускорение частиц производится нерасчетной струей, имеющей 8. .. 12 бочек , и общей длиной около 20 см. Сильные звуковые волны от начала струи возникают на срезе сопла от взаимодействия вихрей турбулентного слоя смешения с удар-,ными волнами (УВ). Интенсивность звука пропорциональна силе УВ, а длина волны - длине бочки . [c.30]

Так как рассматривались малые концентрации частиц (объемная концентрация ф,,<0,1 %.), то расчет скорости выполнялся в приближении одиночных частиц. В расчете предполагалось, что частицы движутся вдоль центральной оси сопла. Турбулентными пульсациями параметров газа пренебрегалось. Расчет ускорения частицы проводился по уравнению [c.98]

Видно, что мелкие частицы заметно теряют свою скорость в заторможенной области газа непосредственно перед подложкой. Медные частицы более инерционны, имеют меньшую скорость на выходе из сопла, но зато меньше тормозятся за ударной волной. В итоге как медные, так и алюминиевые частицы, имеющие размеры (5. .. 20) 10 м, сталкиваются с подложкой при разгоне в струе воздуха примерно с одинаковой скоростью (-.400 м/с). В струе гелия влияние инерционности частиц сказывается на их конечной скорости сильнее. Данные результаты показывают, что для получения достаточно высокой скорости частиц на подложке не только необходимо выбрать сопло достаточной длины для ускорения частиц до высокой скорости, но также важно снизить неблагоприятное тормозящее действие сжатого газа непосредственно перед подложкой. [c.100]

Для оценки эффективности использования сопла с заданными параметрами к, Ь) на рис. 2.43 приведены результаты расчета ускорения частиц плотностью 2700 и 8900 кг/м воздухом с помощью типичного сопла, используемого в ХГН. По вертикали на графике отложена [c.107]

В заключение отметим, что проведенные расчеты подтвердили достаточно высокую эффективность используемых сопел для целей ускорения частиц алюминия размером 5. .. 30 мкм. Однако для столь же успешного ускорения более тяжелых частиц (медь, никель) требуется, вообще говоря, разрабатывать другое сопло, поскольку рассматриваемое сможет обеспечить эффективное ускорение тяжелых частиц размером 3. .. 10 мкм. С другой стороны, применение более мелкодисперсных порошков тяжелых частиц дает возможность эффективно использовать и данную конструкцию сопла. [c.108]

Основными элементами установки являются узел напыления 7, состоящий из форкамеры и плоского сверхзвукового сопла подогреватель газа 2 дозатор частиц 3 источник сжатого воздуха 4 источник гелия 5 камера напыления 6 координатник 7 для перемещения напыляемой подложки пульт управления и контроля параметров (давление газа в форкамере и дозаторе, температура газа в форкамере) 5 сепаратор частиц 9. Установка обеспечивала возможность ускорения частиц размером 1. .. 50 мкм в сверхзвуковых соплах до скорости 1>р = 200. .. 1200 м/с при различной их концентрации. [c.128]

При парциальном впуске рабочего тела только часть лопаток занята газом, остальные каналы заполнены нерабочим телом. При подходе этих каналов к соплам часть энергии рабочего газа затрачивается на выталкивание нерабочего тела. В этом случае неработающие лопатки как бы перекачивают газ с одной стороны рабочего колеса на другую, вызывая вентиляционные потери. Потери на трение дисков рабочего колеса о газ происходят потому, что газ заполняет пространство между диском и корпусом турбины. Диск захватывает близлежащие частицы газа и сообщает им ускорение, в результате чего затрачивается определенное количество энергии на торможение диска газом. В реактивных турбинах потерями на трение и вентиляцию обычно пренебрегают, так как рабочие лопатки располагаются не на дисках, а на барабанах, и подвод газа осуществляется по всей окружности. [c.217]

В работе [2.46] исследовался процесс разгона сферических частиц песка, впрыскиваемых в дозвуковые и сверхзвуковые сопла, работающие на воздухе. Результаты, представленные на рис. 2.11, показывают, что коэффициент сопротивления частиц зависит от их ускорения, т. е. зависит, помимо числа Re, от расстояния от точки впрыскивания. [c.51]

Исследуется газодинамический способ нанесения покрытий, который отличается тем, что покрытие формируется из частиц, ускоренных сверхзвуковым газовым потоком. Поток газа с частицами проходит через сверхзвуковое сопло, при этом нет необходимости подготавливать напыляемую поверхность и в том числе нагревать ее. Достигаются высокая адгезия (150 МПа) и низкая пористость (< 1 %), производительность до 100 кг/ч. [c.371]

Были измерены функции распределения по скоростям различных фракций частиц алюминия и меди при ускорении их воздухом и гелием в расчетном режиме истечения (т. е. при изобарическом истечении струи из сопла) (рис. 2.37). [c.97]

По выходе из сопла газ попадает в окружающую атмосферу, где происходит активное смешение газа из сопла с окружающим воздухом. Это смешение приводит к довольно быстрому падению скорости и температуры газа вдоль направления распространения струи и в поперечном направлении. Но тем не менее у любой струи есть короткий начальный участок, где осевая скорость не изменяется и сохраняет свое значение таким же, как и на срезе сопла. Протяженность этого участка зависит от начальной неравномерности струи, т. е. от толщины пограничных слоев на выходе из сопла, и размеров самой струи, так как быстрое падение параметров струи начинается после того, как схлопнутся струйные пограничные слои, возникающие при контакте движущегося газа из сопла и покоящегося воздуха в окружающей атмосфере. На этом начальном участке струи также происходит ускорение частиц, хоть и менее эффективное, чем внутри сопла. На этом заканчивается процесс ускорения и наступает процесс торможения. [c.102]

Пусть из резервуара бесконечной вместимости происходит истечение упругой жидкости через суживающееся сопло (или отверстие) во внешнюю среду, давление в резервуаре обозначим р- . Примем, что вначале внешнее давление раврю также р , т. е. р = 1, в этом случае истечения не будет. Понизим давление в окружаюи1ей среде до р (понижение давления для наглядности дальнейших объяснений примем происходяш,им скачкообразно). Понижение давления, являясь местным возмущением, вызовет волну разрежения, распространяющуюся со скоростью звука во все стороны. В связи с этим в устье сопла установится давление р. Под действием разности давлений рх — р частицы упругой жидкости начнут вытекать из резервуара. Причиной истечения, т. е. движения частиц рабочего тела, является сила, пропорциональная указанной разности давлений. Под действием этой силы частицы газа приобретают ускорение, определяющее скорость истечения. Ясно, что при последующих понижениях давления сила, действующая на частицы газа, будет возрастать, а скорость истечения и массовыГ расход — увеличиваться. Понижая внешнее давление, можно, наконец, довести его до р = P pf, тогда скорость истечения и массовый расход достигнут значент" w,, и /)г,Понизим внешнее давление до р", меньшего, чем давление р . Волна разрежения, вызванная понижением давления до р и распространяющаяся со скоростью звука, уже не сможет изменить давление в устье насадки, так как среда вытекает из резервуара навстречу волне разрежения с той же местной скоростью звука, равной [c.219]

М. т. по сравнению с гомогенным течением существенно сложнее. Так, при взаимодействии твёрдых или жидких частиц с газом возможно их ускорение или замедление, нагрев или охлаждение, что приводит к аэроди-намич. дроблению, испарению, слиянию (коагуляции) жидких частиц, что в свою очередь оказывает воздействие на параметры газовой фазы. Эти же эффекты могут приводить к сепарации частиц разл. размеров, к повышенной концентрации их в разных областях течения и, наоборот, к полному отсутствию в других. Твёрдые частицы при взаимодействии могут упруго и неупруго сталкиваться, дробиться и т. д. В потоках газа с твёрдыми и жидкими частицами, а также в парожидкостных потоках, движущихся в каналах, трубах и соплах реактивных двигателей и аэродинамич. труб, при М. т. возможны образование плёнок на стенках, срыв и осаждение капель и частиц на них, теплообмен между паром, каплями и плёнкой. Твёрдые или жидкие частицы могут попадать на стенки, осаждаться на них либо отражаться и вновь попадать в поток. При взаимодействии частиц со стенками возможны динамич. и тепловые разрушения последних (эрозия). [c.164]

В последние годы интенсивно развивается высокоскоростной газопламенный метод (HVOF) [54, 55, 56, 57]. В высокоскоростных газопламенных аппаратах кислород и топливо смешиваются в цилиндрической камере устройства, порошок инжектируется по оси. Далее следует сужающееся сопло, переходящее в трубку постоянного диаметра. В качестве топлива используются пропилен, ацетилен, а в качестве окислителя кислород. Энергия, высвоболсдающаяся при горении, идет на нагрев и ускорение газа и порошка. Скорость рабочего газа зависит от композиции исходных газов, давления, температуры, плотности и сечения, через которое газ движется. По выходе из трубки постоянного сечения струя, истекающая с избытком давления с нерасчетностью около 2, расширяется и достигает сверхзвуковых скоростей. Максимальная скорость газа около 1400 м/с. Максимальная скорость частиц около 400. .. 500 м/с с размером 40 мкм [58, 59, 60]. [c.29]

ВОЛНЫ Римана следует за быстрыми колебаниями воздуха в резонаторе. Если проицировать светлую полоску через горизонтально расположенную щель на кинопленку, движущуюся в направлении, перпендикулярном щели, а значит и направлению колебаний фронта, то мы получим на пленке осциллограмму колебаний воздуха в резонаторе (фиг. 14). При помощи такой осциллограммы можно вычислить максимальные скорость и ускорение колеблющихся частиц воздуха. Как было сказано выше, частота колебаний воздуха, а значит и частота излучаемых звуковых волн определяются размерами полости резонатора. Если длина полости равна /, а диаметр ее, равный обычно диаметру сопла, равен с1, то, согласно Гельмгольцу, длину волны X с достаточно хорошим приближением можно вычислить по формуле [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...