Сопла со свободным истечением потока

Сопла со свободным истечением потока [c.127]

Широкое распространение получили сопла со свободным истечением потока как наиболее простые в изготовлении. В табл. 11 показаны сопла со свободным истечением и дана их краткая характеристика. Сопло с цилиндрическим отверстием применяется для переработки термопластических материалов, у которых молекулярные цепи склонны к кристаллизации (полиамиды). Этот материал имеет высокую температуру плавления. Из-за низкой вязкости расплава материал может вытекать из канала сопла в паузе между циклами. Обратный конус в канале этого сопла позволяет без особых затруднений удалить застывший материал из узкого участка канала. [c.127]

Теоретически при идеальном (без учета диссипативных процессов) газодинамическом истечении в вакуум через отверстие или с помощью сопла можно разогнать поток до любых чисел Маха при любой сколь угодно малой плотности. Однако в действительности при получении потоков разреженного газа с помощью сопел быстрое нарастание пограничного слоя в расширяющейся части сопла препятствует реализации режима, рассчитанного по идеальной схеме. Чтобы избежать Этой трудности, в последние годы уделяется большое внимание изучению свободно расширяющейся струи ). В этом течении нет стенок сопла и, следовательно, нет и мешающего реализации режима пограничного слоя. Однако оказывается, что и в этом течении наличие диссипативных процессов не позволяет получить сколь угодно большие числа Маха. [c.425]

Поведение газа вблизи кромок сопла А п В (рис. 4.22, а) точно такое же, как при обтекании одной плоской стенки. Около каждой из кромок поток повернется на такой угол б, чтобы давление в потоке стало равным заданному давлению в свободном пространстве. Следовательно, струя в целом при истечении расширяется. Угол поворота потока б около каждой из кромок можно найти по заданным величинам скорости и давления на срезе сопла и давлению в свободном пространстве так же, как при обтекании одной плоской стенки. Этот угол б определяет направление границ струи за срезом сопла. Вдоль всей свободной границы струи существует постоянное значение скорости, которое соответствует внешнему давлению и легко может быть вычислено по приведенным выше формулам и таблице. [c.171]

Вторая группа режимов рис. 8.16, зона 11) характеризует истечение из сопла при повышенном отношении давлений Еа>Ег. В этом случае в сечении AAi рис. 8.17,а) также устанавливается расчетное давление р. Так как давление среды ра выше давления р, то в точках AAi образуются два косых скачка АС и Ai , пересекающихся в точке С. Косые скачки выходят на свободную границу струи (после пересечения в точке С углы косых скачков увеличиваются). При прохождении через скачки АС и А С линия тока отклоняется на угол б к оси. За скачками СВ и СВ скорости параллельны оси потока. В этой области устанавливается давление, превышающее ра. Следовательно, из точек В я El распространяются волны разрежения, в которых давление падает до Ра и струя расширяется. За волнами разрежения давление равно pi. [c.235]

Чтобы завершить рассмотрение влияния различных факторов на частоту возбуждения газоструйного излучателя, следует еще остановиться на влиянии рабочего давления. Мы уже отмечали, что длина ячейки увеличивается с повышением давления в сопле. Физически это связано с тем, что при увеличении скорости истечения вне сопла возникшие возмущения (см. гл. 1) все сильнее сносятся потоком и волны разрежения пересекаются со стержнем все дальше от сопла. Однако напрашивающееся объяснение повышения частоты при увеличении давления приближением скачка к резонатору при проверке оказалось ошибочным. Как показали измерения, в случае струи, деформированной резонатором, при изменении давления(в отличие от свободной струи) положение скачка не меняется, но зато сильно изменяются распределение давления за скачком и его абсолютные значения. [c.85]

Рассмотрим истечение сверхзвукового потока газа пз плоского сопла. Пусть сопло обеспечивает равномерную скорость на срезе сопла, а давление в свободном пространстве, в которое вытекает газ, меньше, чем давление в плоскости среза сопла. Изложенная выше теория обтекания плоской стенки позволяет определить направление границ струи непосредственно после среза сопла. [c.126]

Видно, что на начальном участке средние значения и совпадают, но при удалении ударной волны от преграды давление на подложке падает значительно сильнее. Так на расстоянии го 1к в свободной струе давление еще не успевает значительно уменьшиться и в среднем равно давлению вблизи среза сопла, а в условиях натекания на подложку на этом расстоянии оно уже примерно вдвое ниже, чем на срезе сопла. Такая картина характерна не только для расчетного режима, но и для нерасчетных режимов истечения. Таким образом, введение подложки вносит некоторые изменения в структуру потока, хотя на участках 2о < 4/2 и > 15/г значения р и р совпадают. [c.66]

Для литья под давлением можно применять сопла со свободным истечением потока, с принудительно открывающимся клапаном и с самооткры-вающимся клапаном. [c.126]

Одним из первых длину свободного факеля исследовал Джонс [74] результатьь его работ представлены на рис. 60 для случая, когда из сопла вытекает горючий газ без примеси первичного воздуха. Верхняя кривая показывает изменение обшей длины факела в зависимости от скорости истечения потока. Для ламинарной области (скорость меньше 15 м сек) длина факела почти пропорциональна скорости истечения. Далее происходит скачкообразное уменьшение длины факела, связанное с появлением в верхней части факела турбулентных пульсаций, характерных для переходной области. В переходной области отмечается медленное уменьшение длины пламени, а затем при значениях 10000 длина факела медленно увеличивается по мере увеличения скорости истечения. [c.114]

Одной из основных геометрических характеристик вихревой трубы является радиус разделения вихрей г . Физико-математическая модель, построенная на гипотезе взаимодействия вихрей, позволяет рассчитывать величину на режимах, когда истечение из отверстия сопла-завихрителя соответствует критическому. Для докритических режимов истечения обычно принимают rj = г, [116]. Это весьма жесткое допушение, так как оно исключает возможность формирования свободного квазипотенциального закрученного потока в узкой кольцевой зоне, прилегающей к внутренней цилиндрической поверхности камеры энергоразделе-ния. Практически это означает полное отсутствие возможности взаимодействия вихрей, так как будет существовать лишь один приосевой вынужденный вихрь, вращающийся как квазитвердое тело. Устранить это внутреннее противоречие можно, если в математическую модель ввести оценку значения rj, основанную на законах сохранения массы, энергии и момента количества движения с учетом особенностей турбулентного характера течения. Рассмотрим модель вихревой трубы с тангенциальным вдувом газа через щель сопла на внутренней поверхности трубы радиусом [c.188]

На границе перехода от кавитационного режима течения к сплошному жидкостному происходит скачок давления от величины давления насыщенных паров до величины, практически равной давлению P низконапорной среды, в которую происходит истечение жидкости из сопла. Скачок давления сравнивается 22, 28, 29 со скачком уплотнения при критическом истечении газа через сопло. Образовавшаяся за скачком давления сплошная жидкая фаза, истекая из диффузора сопла (см. рис. 5. 1, а) в низконапорную среду, образует с последней свободно истекающее струйное течение, метод расчета которого представлен в гл. 4, а процесс кавитации в сопле Вентури описывается следующей системой уравнений, в которую входят уравнения отражаю1цие параметры потока в критическом сечении К-К сопла [c.147]

Если р Poi то режим течения газа в сопле и сопло называются нерасчетными. При ро сопло называется перерас-ширенным, а при р Ро — недорас-ширенным. В первом случае во внешней среде должно происходить дополнительное торможение потока и свободная струя при выходе из сопла сужается, во втором случае — дополнительное ускорение потока и свободная струя расширяется. Если для заданного Ро/р сопло нерасчетное, то истечение газа из сопла теряет характер одномерного движения и сопровождается образованием скачков уплотнения. При Ро <С р скачки уплотнения образуются во внешней газовой струе за срезом сопла, при р4-< Ро<С рз скачки могут образовываться за горлом в сверхзвуковой части потока внутри сопла. Нарушение непрерывности неодномерного потока в сопле, связанное с формой сопла и движением газа на входе в сопло, может происходить при любых Ро< Ра- [c.52]

В некоторых работах, посвященных определению критического расхода, используется представление о равновесном процессе рас-щирения влажного пара в суживающихся соплах. Часто вводят предложения о изоэнтропийности течения и раздельном движении фаз (жидкая фаза движется по стенке сопла, паровая — в центральной части). Такая схема, как показывают опыты, не реализуется. Возможная область применения теории квазиравновесной конденсации и квазиравновесного движения ограничена слабо градиентными потоками в длинных трубах и свободных струях. Подтверждение этой мысли можно найти на рис. 8-6, где представлены значения относительных коэффициентов истечения Вкр(5кр = = 5кр/5кр.п кр.п — коэффициент истечения гомогенной среды, в данном случае перегретого пара) дл сопл и длинных труб. Сравнение опытных и расчетных значений Вкр отчетливо подтверждает, что предложенная в работах [Л. 247, 248] схема равновесного движения пароводяного потока в соплах не имеет места (кривые 1 и 2). Расхождение между опытом и расчетом достигает весьма больших значений (Вкр-расч/Вкр-оп= 1,12- 1,20). Вместе с тем для длинных труб постоянного сечения //а >10) отмечается удовлетворительная сходимость расчета с экспериментом (кривые 3 vi 4 на рис. 8-6). Такое совпадение для длинных труб свидетельствует [c.217]

Течение газа в косом срезе при сверхзвуковых скоростях истечения. Благодаря косому срезу в выходном сечении межлопаточ-ного канала может быть достигнута сверхзвуковая скорость потока. Если перепад давления в сопловом аппарате критический или меньше критического, то давление в узком сечении СА практически равно давлению на выходе из СА (/ р- . При перепаде давления больше критического рУр- > 1,85) в узком сечении СА устанавливается критическое давление Рт = ро/1,85, а в косом срезе происходит дальнейшее расширение газа, сопровождаемое увеличением скорости (М > 1) и поворотом потока. По аналогии работу косого среза можно сопоставить с работой расширяюш,ейся части сопла Лаваля, в котором одна граница струи является жесткой (выходной участок спинки лопатки), а другая свободной. Расширение сечения струи, необходимое для разгона сверхзвукового потока (в соответствии с уравнением профиля струи dflf == = (М — 1) dele) происходит за счет отклонения потока в сторону свободной границы струи. [c.154]

Экспериментальная установка. Исследование процессов в струе газа, содержащей униполярно (положительно) заряженные частицы, проводилось на установке, схема которой показана на рис. 1. Истечение воздуха из сопла 1 диаметром 20 мм создавало свободную струю, распространяющуюся в неподвижной окружающей среде. Введение униполярных ионов в газовый поток осуществлялось путем обдува струей воздуха коронирующего устройства. Коронный разряд поддерживался между двумя электродами — иглой 2, находящейся под высоким положительным потенциалом и плоской молибдено- [c.359]

Рассмотрим истечение сверхзвукового потока газа из плоского сопла с косым срезом в пространство, в котором давление меньще, чем давление в потоке внутри сопла. Косой срез образуется при смещении кромки В сонла относительно кромки А назад, против потока. Прн небольшом смещении кромки В, т. е. при небольшом наклоне плоскости среза АВ (фиг. 59, б), получится, очевидно, несимметричная свободная струя. При этом область пересечения пучков характеристик, исходящих из кромок А ш В, перемещается к точке А. Следовательно, прямолинейные характеристики, исходящие из кромки А, начинают искривляться раньше, чем в случае прямого среза. За плоскостью среза АВ струя расширяется. Углы поворота потока около каждой из кромок А тк В, очевидно, такие н<е, как п в случае прямого среза. [c.128]

Истечение сверхзвуковой струи в пространство с пониженным давлением. Пусть в сопле Лаваля круглого сечения получен равномерный сверхзвуковой поток со скоростью и давлением Ру. Этот поток вытекает в свободную атмосферу с более низким давлением Ра < Рх- В области АуАВ образовавшейся газовой струи, ограниченной прямыми характеристиками АВ и АуВ, поток останется однородным (рис. 91). Около окружности выходного отверстия происходит течение расширения, так как на границе струи давление должно равняться внешнему давлению р, . Скорость на поверхности образовавшейся осесимметричной струи 2 постоянна и определяется из интеграла Бернулли [c.382]

Сверхзвуковое сопло и сопло с центральным телом на режиме истечения недорасширенной реактивной струи и в некотором диапазоне на режиме перерасшрения имеют одинаковую величину коэффициента тяги (при 7Г,> 10). При 71с < 10 в сверхзвуковом сопле Лаваля, как уже было рассмотрено выше, имеет место течение с перерасширением реактивной струи без отрыва потока от твердых стенок до тг отр — 3, что приводит к снижению коэффициента тяги. Поскольку сопло с центральным телом не имеет расширяющихся сверхзвуковых твердых стенок, то отсутствует и перерасширение струи, которое имеет место для сопел Лаваля при < срасч- Непосредственно за критическим сечением струя имеет свободную границу, на которой статическое давление [c.86]

На расчетном режиме истечения струи (рис. 3.99а) происходит расширение звукового потока от критического сечения сопла АВ в веере волн разрежения, последняя характеристика которого АС приходит на вершину центрального тела. Внешн51я граничная линия тока (свободная граница струи) АВ параллельна оси симметрии сопла с центральным телом. [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...