Влияние сверхзвуковой части сопла

В связи с тем, что неравномерность параметров потока в критическом сечении сопла может быть достаточно большой, возможно предположить влияние на коэффициент расхода расширяющейся сверхзвуковой части сопла, наличие которой даже при тг > может изменить характер течения в дозвуковой или трансзвуковой области потока в районе критического сечения сопла. Сравнение коэффициентов расхода звукового и сверхзвукового конических сопел практически с одинаковыми геометрическими параметрами дозвуковой части (0 р = 25°, - 0 63) проведено в работе [161] (см. также [38]), а для различных углов сужения дозвуковой части — представлено на рис. 3.12. Для плавной дозвуковой части сопел, контур которой близок к контуру эталонных сопел (0 р = О), влияние сверхзвуковой части на изменение коэффициента расхода в зависимости от степени понижения давления тг и величину Цс практически не сказывается, поскольку неравномерность параметров в критическом сечении этих сопел относительно невелика. По мере увеличения угла сужения контура 0 р увеличивается неравномерность потока в критическом сечении и снижается величина коэффициента расхода для конических звуковых сопел в соответствии с данными, приведенными на рис. 3.10. При этом начинает проявляться влияние сверхзвуковой части сопла на характер изменения и его величину (рис. 3.12). Достаточно четко видно, особенно [c.74]

Поток газа в сверхзвуковой, расширяющейся части сопла находится в особых условиях, связанных с тем, что здесь скорость перемещения частиц газа больше, чем скорость распространения в газе слабых возмущений. Поскольку влияние внешнего давления не может распространиться вверх по потоку, то давление окружающей среды не оказывает влияния на движение газа в сверхзвуковой части сопла Лаваля. Давление в окружающей среде оказывает воздействие лишь в начале движения газа если это давление больше критического, то поток не становится сверхзвуковым, если же оно меньше критического, то после узкого сечения поток становится сверхзвуковым и выходит из-под контроля внешнего давления. [c.180]

Большое влияние на характер неравновесных процессов оказывает сверхзвуковая часть сопла. В настоящее время в конструкциях обычно используется семейство сопел с угловой точкой, построенное на базе равномерной замыкающей характеристики. Однако данное семейство сопел не является семейством сопел кратчайшей длины. Более высокого темпа охлаждения газовой смеси можно достигнуть в более коротких соплах с неравномерным распределением параметров в выходном сечении. Поэтому в этой работе классическим ме- [c.203]

Влияние этой функции в дозвуковой и критической частях сопла небольшое, но функция заметно понижается по мере увеличения х, т. е. сверхзвуковой части сопла. Поэтому распределение как бы смещается в дозвуковую область, действительный максимум достигается в докритической области, хотя он и расположен вблизи критического сечения, а значения д в сверхзвуковой части сопла становятся меньшими. На рис. 11.7 приведено типичное распределение и характерных параметров пограничного слоя вдоль камеры сгорания и сопла. [c.34]

Рис. 3.12. Влияние сверхзвуковой части на коэффициент расхода сопла

В работе [72] предложен приближенным метод построения контуров таких сопел и приведены экспериментальные данные при различных расходах воздуха, подаваемого в образовавшийся разрыв в сверхзвуковой части сопла. Рис. 3.33 иллюстрирует влияние расхода вторичного воздуха на потери [c.97]

Влияние химической кинетики на изменение статической температуры газа в круглом реактивном коническом сопле с диаметром критического сечения = 2 см, углом коничности сверхзвуковой части сопла 0 = 13,5° при температуре торможения потока на входе в сопло = 3000°К и при коэффициенте избытка горючего а = 1 для смеси водород-воздух показано на рис. 8.6 при двух значениях полного давления на входе в реактивное сопло ос = ОД 0 Па и 100. 10 Па [135]. [c.353]

На рис. 11.28, б экспериментальные данные (точки) представлены в форме (11.166), а линии 2 соответствует зависимость (11.167). Из рисунка видно хорошее совпадение точек с линией для дозвуковой (белые точки), сверхзвуковой (черные точки) и для критической (светлый треугольник) части сопла. Влияние неизотермичности (TJT не выяснялось, так как предполагалось, что в условиях описанного эксперимента основную роль играет влияние сжимаемости. [c.250]

За узким сечением, где темп изменения живого сечения невелик, от подвода теплоты в скачке при дозвуковой скорости поток должен разгоняться, а при сверхзвуковой скорости — тормозиться. Таким образом, в зоне интенсивной конденсации на очень коротком участке, где скорость еще сверхзвуковая, под влиянием подведенной теплоты поток тормозится, пока р <С рк, и ускоряется, как только становится р > р . Если недалеко за горлом сопла темп роста живого сечения [ lf)df/dl] невелик, то следующие друг за другом замедление и ускорение потока из-за подвода теплоты могут оказаться настолько значительными, что в зоне конденсации, в том месте, где давление становится выше критической величины (меняется знак ускорения), в потоке происходит резкое понижение давления и столь же резкое повышение интенсивности конденсации, вызывающее эффект, аналогичный скачку уплотнения. Этот скачок на какое-то мгновение уравновешивает силы инерции. При этом за скачком прекращаются процесс конденсации и подвод теплоты, разгоняющей дозвуковой поток. В результате в расширяющейся части сопла дозвуковой поток замедляется, зона же процесса конденсации отодвигается в расширяющуюся часть сопла. В сверхзвуковой же зоне в момент провала давления появляется ударная волна разрежения, которая смещает начало процесса конденсации в сторону горла сопла. После появления скачка в месте бурного роста капель, процесс конденсации на этом участке резко тормозится и зона интенсивной конденсации смещается вниз по потоку. [c.228]

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]

Введение. В [1] в приближении идеального газа в качестве оптимальных (реализующих максимум тяги при заданной длине всего сопла, а не только его сверхзвуковой части) исследованы сопла, отличающиеся от сопел традиционной формы заменой плавно сужающейся входной части внезапным сужением. Благодаря этому длина сверхзвуковой части увеличивается до максимально возможной величины. При сохранении расхода за счет увеличения площади минимального сечения это вместе с положительным влиянием неравномерности потока в окрестности звуковой линии на критический удельный импульс [2] обеспечивает преимущество таких сопел над традиционно используемыми соплами с плавным сужением. [c.331]

Влияние сдвига оси сопла в дозвуковой части исследовалось на модели, изображенной на рис. 5.19, собранной в составе секций без сверхзвуковой части. Для получения наибольшей величины боковой силы смещение секций задавалось максимальным — /г = 2 мм. При сдвиге четырех секций 1 относительно секции 3 возникает боковая сила 1 °, равная 0,0018 и направленная в сторону сдвига секции 3. Так же направленная сила = 0,0017 регистрировалась при сдвиге трех секций 1. Сдвиги секций, расположенных еще выше по потоку, уменьшают боковую силу в минимальном сечении до значений ниже 0,001. Таким образом, искажения контура в дозвуковой части сопла приводят к возмущениям значительно меньшим, чем искажения в сверхзвуковой части. [c.242]

Расчетно-экспериментальные исследования влияния радиуса скругления контура угловой точки в районе критического сечения на суммарные потери импульса сверхзвуковой части круглых конических сопел проведены в работе [27]. Исследования включали в себя, кроме того, анализ влияния радиуса скругления контура в критическом сечении сопла на распределение давления по дозвуковой и сверхзвуковой части сопел, а также на коэффициент расхода сопел, что было рассмотрено в предыдущем разделе (рис. 3.13). [c.94]

Приведенные результаты указывают на ряд характерных моментов в соплах с разрывом контура. Во-первых, перенос места разрыва контура от критического сечения ближе к выходному сечению сопла практически не оказывает влияния на величину потерь импульса сопла. Во-вторых при нулевом расходе вторичного воздуха 2 = О наличие разрыва (или уступа) в сверхзвуковой части приводит к некоторому увеличению потерь импульса (в пределах 0,3-0,5%). [c.98]

Относительно слабое влияние сверхзвуковой части сопла на коэффициент расхода для запертого режима течения = onst) при достаточно сильной неравномерности потока в критическом сечении свидетельствует об определяющей роли формы дозвуковой части сопла на коэффициент расхода звуковых или сверхзвуковых сопел. [c.76]

Рассмотрим некоторые особенности впрыска жидкости в сверхзвуковую часть сопла и ее взаимодействие с газовым потоком. При впрыске жидкости в высокотемпературный поток происходят процессы каплеобразования и нагрева жидкости с последующим ее испарением. Исследования показывают, что максимальный диаметр капель не превышает величины 0,06 у (где Л] — диаметр отверстия для впрыска). Под воздействием сильно нагретых продуктов сгорания наблюдается уменьшение размеров капель, что обусловлено испарением и дополнительным дроблением. При этом испарение происходит настолько быстро, что впрыскиваемую струю уже непосредственно за отверстием можно считать не жидкой, а газообразной. При вспрыске жидкости, вступающей в химические реакции с продуктами сгорания топлива двигательной установки, необходимо учитывать влияние этих реакций на каплеобразование и испарение. [c.343]

Большое влияние на характер неравновесных процессов оказывает сверхзвуковая часть сопла. В настоящее время в конструкциях обычно используется семейство сопел с угловой точкой, построенных на базе равномерной замыкающей характеристики. Однако данное семейство сопел не является семейством сопел кратчайше длины. Более высокого темпа охлаждения газовой смеси можно достигнуть в более коротких соплах с неравномерным распределением параметров в выходном сечении. В [89] классическим методом характеристик проведено параметрическое профилировапие н.лоских и осесимметричных сопел, обеспечивающих заданные неравномерные газодинамические параметры в выходном сечепии. Рассмотрено, в частности, семейство, построенное на базе симметричной замьигаю-щеп характеристики и обеспечивающее параллельность потока на выходе II отсутствие ударных волн во всем поле течения. [c.288]

Численное решение системы (1.109)... (1.113) в сверхзвуковой части сопла удобно осуществлять послойным методом характеристик. В дозвуковой части для численного решения необходимо использовать алгоритм решения обратной задачи (см, 3.4.3). В процессе такого рода расчетов определяется все поле газодинамических параметров, параметры частиц, их траектории, зоны чистого газа с учетом взаимного влияния газа и частиц [29], В031у10жен приближенный подход, при котором производится раздельное решение уравнений для газовой фазы и частиц [27, 29], Предполагается, ЧТО параметры газа не изменяются под воздействием частиц И могут быть определены в результате независимого расчета для газа с фиктивным показателем адиабаты у°, т. е, параметры газа соответствуют равновесному течению. Параметры же частиц определяются путем численного интегрирования при условии неизменности параметров газа. Система (1.109)... (1.113) распадается в этом случае на две независимые системы одну — для фиктивного газа с у=т и другую — для частиц. Первая система решается либо путем решения обратной задачи теории сопла, либо методом характеристик в сверхзвуковой области. В результате такого рас- [c.216]

Увеличение угла сужения дозвуковой части от 0 р = 34,5° до 90° при постоянном угле раскрытия сверхзвуковой части 0с = 1° приводит к снижению уровня статического давления по сверхзвуковой части сопла (варианты 3 и 4). Этот факт можно связать с влиянием увеличения неравномерности потока в критическом сечении сопла с 0 р = 90° на уменьшение эффективной плогцади проходного сечения (на уменьшение коэффициента расхода) и, в соответствии со схемой на рис. 3.60а, с разгоном потока до большей сверхзвуковой скорости при обтекании образующейся отрывной зоны за критическим сечением. [c.130]

В некоторых работах вместо эквивалентного угла коничности 83 используется относительная длина сверхзвуковой части сопла 4 [6], [16], однако из трех параметров, 83 и 4 Для простейшего эжекторного сопла только два являются независимыми. Иллюстрация влияния эквивалентного угла коничности звукового сопла с цштиндрической обечайкой при постоянном значении площади среза сопла = 1,4 на величину давления в эжекторном контуре Pq2 представлена на рис. 3.85 при нулевом расходе вторичного воздуха [16]. Приведенные на рис. 3.85а данные показывают, что увеличение эквивалентного угла коничности эжекторного сопла (уменьшение длины сверхзвуковой части при F = onst) приводит к смещению конца переходного и начала автомодельного участка течения в сторону больших значений тг (аналогично рис. 3.77) и более плавному протеканию зависимости Po2=fi ) на переходном режиме течения. При этом становится также более плавным характер изменения давления р 2, отнесенного к статическому давлению в окружающей среде (рис. 3.856). Минимальная величина давления Pq2/Poo > соответствующая режиму запуска и переходу к автомодельному течению, с увеличением 83 существенно возрастает, что способствует менее резкому переходу к автомодельному режиму течения. [c.160]

В работе [6] было также показано, что предельная длина сверхзвуковой части зависит от относительной площади среза сопла и, следовательно, от величины эквивалентного угла коничности сопла. Обобщение влияния на величину Pq 2 относительной площади среза F и эквивалентного угла коничности 83 эжекторньгх сопел со звуковым (сужающимся) внутренним насадком и цилиндрической обечайкой проведено на рис. 3.86 по результатам исследований различных авторов [6], [7], [16], [33], [34] и др. Отмеченное выше явление существования предельной длины сверхзвуковой части сопла 4" эквивалентно существованию предельного угла коничности сопла 8" , значения которых отмечены штрих-пунктирной кривой на рис. 3.86. Очеввдно наличие двух участков зависимостей Pq2= /( экв)- участок постоянства р 2 при изменении 83 и участок уменьшения р 2 при увеличении 83 . Переход от одного участка зависимости к другому имеет довольно плавный характер, однако величина предельного значения эквивалентного угла коничности 8" (соответствующего [c.160]

Исследованы расходные и импульсные характеристики моделей регулируете кольцевых сопел с несимметричным входом и цилиндрической сверхзвуковой частью. На основания имеющихся результатов анализиру-етгл влияние геометрия тареля и входных кромок сопла на картину течения, расходные и импульсные характеристики. [c.141]

Необходимость поворота насадка требует сохранения между выходным сечением и насадком некоторого пространства, что изменяет форму струи и оказывает определенное влияние на течение по насадку. Недорасширенная струя, выходя из сопла, будет дополнительно расширяться и ускоряться, а затем, попадая на поверхность насадка, тормозиться. Картина течения внутри поворотного насадка в этом случае будет весьма близкой к картине потока внутри сопла с поворотной сверхзвуковой частью (см. 4.4). При этом возможны утечки продуктов сгорания топлива через зазоры между соплом и насадком, уменьшающие эффективность органа управления. Для избежания этого явления следует предусмотреть соответствующую герметизацию. [c.326]

Результаты измерений показали, что прос[)или скорости в пограничном слое на начальном участке дозвуковой части сопла весьма близки к степенному закону распределения (24.67) при п=1/7 вниз по дозвуковой части потока профили скорости изменяются и становятся более крутыми у стенки сопла н более пологими во внешней части пограничного слоя. В сверхзвуковой части потока воздуха про4)или скорости у стенки становятся менее крутыми из-за влияния вязкой диссипации. [c.349]

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]

Расчет методом характеристик течения монодиснерсной смеси газа и частиц в сверхзвуковой части осесимметричного сопла в точной постановке с учетом взаимного влияния частиц и газа проведен в работах [5, 26, 58]. [c.310]

Влияние отношения удельных теплоемкостей при заданных концевых точках сопла (т. е. 4 = onst и = onst) проявляется в различии контуров сверхзвуковой части, соответствуюгцих различным значениям к . Рис. 3.28 показывает, что хотя с увеличением потери импульса на рассеяние возрастают, однако это изменение относительно невелико — в пределах 0,5-0,7% от идеального импульса сопла. [c.93]

Приведенные выше данные по влиянию геометрии сопла на контурные потери (или потери на рассеяние) и потери на трение показывают (ьшпример, рис. 3.25-3.27), что при заданной плогцади выходного сечения сопла Р = onst уменьшение длины сверхзвуковой части приводит к уменьшению потерь импульса (или тяги) на трение и к увеличению потерь импульса (или тяги) на рассеяние в связи с увеличением угла коничности сверхзвуковой части, в частности, для конического сопла. Поэтому возможно предположить, что должно сугцествовать оптимальное значение угла коничности сверхзвуковой части 0 , обеспечиваюгцее минимальные потери импульса или тяги с учетом потерь на рассеяние и трение. [c.111]

Данные для сверхзвуковых сопел с одинаковой геометрией сверхзвуковой части, но с разными дозвуковыми частями, обобгцены на рис. 3.65 в зависимости от коэффициента расхода. Заштрихованные области соответствуют погрешности измерений интегральных характеристик сопел по результатам различных серий экспериментальных исследований. Характер влияния изменения коэффициента расхода сверхзвуковых сопел аналогичен этому влиянию для звуковых сужаюгцихся сопел (рис. 3.57). Это означает, что с уменьшением коэффициента расхода сопла (т. е. с увеличением угла сужения дозвуковой части 0 р при постоянной степени сужения канала = onst) [c.132]

Условия наличия или отсутствия гистерезиса в эжекторных соплах необходимо знать достаточно подробно, так как прямой и обратный ход изменения ТГс соплах реактивных двигателей имеет место на всех существующих самолетах соответственно при разгоне и на режиме торможения. Проведенные в работе [33] подробные исследования явления гистерезиса для переходного режима течения в эжекторных соплах включали, помимо отмеченного выше влияния расхода вторичного воздуха в эжекторном контуре сопла, оценку влияния относительной площади среза и эквивалентного угла коничности 0ЭКВ и 0ЭКВ соответственно эжекторных сопел со звуковыми и сверхзвуковыми насадками, угла сужения дозвуковой части сопла 0 р, степени шероховатости поверхности внутренней обечайки сопла и других параметров. [c.146]

Иллюстрация влияния относительной площади среза плоского эжекторного сопла на распределение статического давления по нижней (верхней) стенке эжектора дана на рис. 5.9 и 5.10, где приведены также соответствующие значения интегральных эквивалентных углов коничности ёдкв для соответствующего варианта. Изменение относительной площади среза эжектора осуществлялось при постоянной длине сверхзвуковой части 4, постоянной высоте эжектора одинаковых углах коничности в вертикальной плоскости 03 за счет уменьшения ширины эжектора Ь . Достаточно очевидно, что при этом изменяются углы коничности в горизонтальной 0J. и угловой 0yJ. меридиональных плоскостях, что приводит к изменению интегрального эквивалентного угла коничности ёэ в плоского эжекторного сопла. [c.235]

Сравнение распределегая давления по нижней и боковой стенкам плоского эжекторного сопла с F =3,0 при нулевом расходе воздуха в эжекторном канале представлено на рис. 5.13 для трех различных вариантов расположения среза сопла относительно среза эжектора (или трех различных значений эквивалентного угла коничности сопла) в соответствии с таблицей 5.1. Влияние уменьшения длины сверхзвуковой части плоского эжекторного сопла (или увеличение угла коничности, например, в вертикальной плоскости) аналогично этому влиянию в круглом эжекторном сопле и сопровождается смещением пика давления к срезу эжектора (в области присоединения струи к поверхности эжектора). На боковой стенке плоского эжекторного сопла влияние 4 (или 0J.) качественно проявляется так же как и на нижней, однако, как отмечалось выше, пики давления здесь носят менее выраженный характер, чем на нижней стенке. Следует также отметить, что при иллюстрируемом на рис. 5.13 влиянии длины сверхзвуковой части слабо изменяется такая интегральная характеристика, как относительное давление в эжекторном контуре плоского сопла (при х > 50 мм), Pi/Pq onst. [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...