Расчет сверхзвукового сопла

Расчет сверхзвуковых сопл, работающих [c.151]

Предварительный расчет сверхзвуковых сопл проводится ио уравнению неразрывности, причем должны быть заданы параметры газа перед соплом ро, То, расход массы /и, и скорость газа в выходном сечении Я или Мь Размеры критического сечения без учета пограничного слоя определяются по формуле (8.5) [c.228]

РАСЧЕТ СВЕРХЗВУКОВОГО СОПЛА [c.339]

Уже отмечалось, что процесс преобразования давления в скорость в сверхзвуковом п в дозвуковом потоках протекает без существенных потерь, т. е. примерно при постоянной энтропии и, следовательно, очень близок к идеальной адиабате. Именно поэтому приведенные выше формулы расчета идеального сверхзвукового сопла дают хорошие результаты для реальных сопел. [c.147]

Выведем в заключение формулу для расчета секундного расхода газа в сверхзвуковом сопле. Удобно находить расход газа по критическому сечению сопла [c.148]

Рис. 14.5. Расчет сверхзвуковой части сопла Лаваля а) сопло с равномерным полем параметров в выходном сечении, 6) сопло максимальной тяговой составляющей

Современные представления об управлении обтеканием непосредственным образом связаны с отрывными течениями, которые широко встречаются как в случае внешнего обтекания ракетно-космических аппаратов, так и при движении газа внутри различных каналов (сверхзвуковые сопла реактивных двигателей и аэродинамических труб, диффузоры и др.). Интерес к исследованию таких течений в последнее время возрос из-за выявившейся возможности регулировать аэродинамические характеристики обтекаемых тел путем управления этими течениями и осуществлять соответствующие расчеты при помощи вычислительных машин. В гл. VI анализируются виды отрывных течений и рассматриваются случаи их реализации при управлении обтеканием. Эффект управления отрывным течением связан с предотвращением, затягиванием или созданием условий преждевременного отрыва потока при помощи соответствующих приспособлений. [c.7]

Детальные расчеты неравновесных течений в сверхзвуковых соплах [306—309, 311—317, 320, 335—338, 348—355, 358—360] подтвердили выводы авторов работ [299, 300]. [c.119]

Проведенные расчеты позволили сопоставить результаты квази-одномерного и двумерного подходов для суживающихся и расширяющихся сопл с опытными данными, накопленными к настоящему времени. Такое сопоставление отчетливо показывает, что в рамках двумерной, двухскоростной и двухтемпературной модели с поправками на пограничные слои можно получить наиболее достоверные расчетные результаты, удовлетворительно согласующиеся с опытными. Вместе с тем лучшее совпадение отмечено для сверхзвуковых сопл. Неучет высокой турбулентности, генерируемой крупными каплями в суживающихся соплах, является источником значительных погрешностей расчетов, проводимых в рамках одномерной или двумерной модели. [c.231]

Пример. Задано сверхзвуковое сопло, геометрические размеры проточной части которого даны на фиг. 78 и в первой и второй строках приводимой ниже сводной таблицы расчета. [c.265]

Совпадение опытных значений В для широкого диапазона изменений 8а объясняется также тем, что суживающиеся участки испытанных сопл выполнены практически одинаковыми. Абсолютные значения коэффициентов истечения для сверхзвуковых сопл ближе всего соответствуют данным для суживающегося сопла № 1 (рис. 6-2) при 8а = 0,1 (рис. 8-20, а). Однако для сопл Лаваля значения В оказываются несколько более высокими. Можно полагать, что в связи с большими отрицательными градиентами давления толщина вытеснения в горловом сечении мала. Как видно из рис. 8-20, й, даже при большой влажности (г/о>0,3) коэффициент истечения для сопл Лаваля растет с увеличением уо- Следовательно, и при наличии высокой начальной влажности первостепенное значение имеет переохлаждение паровой фазы. Для практических расчетов сопл Лаваля на слегка перегретом и влажном паре можно пользоваться коэффициентами расхода, рассчитанными в предположении полного переохлаждения. [c.233]

Истечение несжимаемой жидкости (79). 1-16-2. Суживающиеся сопла для газа (87). 1-16-3. Сверхзвуковые сопла (сопла Лаваля) (88). 1-16-4. Истечение газа из отверстий (90). 1-16-5. Расчет лабиринтовых уплотнений (91) [c.7]

Описанные выше методы расчета и профилирования сверхзвуковых сопл не учитывают влияния вязкости. [c.231]

Для получения сверхзвуковых скоростей истечения, как указано в п. 1.11.3, необходимо применение сопла Лаваля (см. рис. 1.55). Элементарный расчет такого сопла, основанный на одномерной теории, состоит в определении площадей минимального (критического) сечения S и выходного сечения 5] (рис. 1.55). Заданными считаются массовый расход Gfl. параметры торможения и скорость на выходе М]. Полагая Gq -G,, площадь S, определяем по формуле (1.124) [c.65]

Пылеприготовление 375, 376, Расчет плоских приварных дс Сверхзвуковые сопла 156 [c.725]

Расчету газового эжектора с цилиндрической камерой смешения и сверхзвуковым соплом высоконапорного газа посвящено много работ (см., например, [2], [5]). Однако во всех этих работах теоретически исследуются лишь режимы, при которых величины ха-рактерного отношения давлений не слишком сильно отличаются от расчетного значения. [c.173]

Первый случай течения в сопле представляет для нас наибольший интерес, так как соответствует наивыгоднейшим режимам работы эжектора. На первый взгляд кажется, что потери в расширяю-щ,емся сопле при расчетном режиме его работы можно определять так же, как и в суживающемся, по формулам (37) — (40). Однако можно показать, что такой подход возможен лишь в случае, когда требуется рассчитать сверхзвуковое сопло на заданное отношение давлений p Jp q Такая задача возникает, например, при расчете сопел реактивных двигателей. Найденные при этом с помощью соотношений (37), (38) величины приведенных скоростей истечения К .с.ид соответствуют различным соплам, отличающимся друг от друга величинами отношений критического и выходного сечений. [c.183]

Величину коэффициента восстановления давления в суживающейся части сверхзвукового сопла при расчетном режиме его работы можно найти по изложенной выще методике расчета суживающегося сопла при условии, что приведенная скорость на его срезе равна единице. Расчет может быть выполнен с помощью соотнощений (37) и (40), которые записываются в виде [c.184]

Анализ материалов испытаний эл екторов рассматриваемого типа показал, что неравномерность потока на входе в диффузор в зависимости от схемы, геометрических параметров и режима работы эжектора сильно изменяется, в связи с чем в широких пределах изменяется и коэффициент К. Даже при оптимальной длине камеры смешения величина /Сь по нашим опытам, может изменяться в пределах от 1,5—2,0 до 10. В связи с этим точность расчета потерь в диффузоре эжектора по изложенному выше методу очень невелика и на практике чаще всего пользуются экспериментальными зависимостями величины лч.зр от характерных параметров эжектора. Исключение составляют сверхзвуковые эжекторы, работающие при малых отношениях давлений высоконапорного и низконапорного газов, а также дозвуковые эжекторы, где эта методика может с успехом применяться. Эта методика может дать хорошие результаты и при расчете потерь в расширяющейся части сверхзвукового сопла при дозвуковом течении в нем (Я р<1), так как поток достаточно равномерен. [c.189]

В [Л. 215] разработан несложный приближенный метод расчета теплообмена в условиях турбулентного пограничного слоя при течении несжимаемой жидкости с отрицательным градиентом давления, включая определение коэффициентов теплообмена в критическом сечении сверхзвукового сопла. Метод основывается на решении интегральных уравнений количества движения и энергии. [c.436]

Одной из важнейших областей применения полученных зависимостей является тепловой расчет сверхзвуковых сопл. При этом уравнение (11-37) следует видои менить в соответствии с результатами гл. 13. Однако основной фактор, оказывающий влияние на теплоотдачу в потоке сжимаемого газа, — изменение плотности внешнего течения вдоль обтекаемой поверхности — уже принят во внимание посредством использования в интегральном уравнении энергии массовой скорости G = u p. Поскольку G представляет собой массовый расход, отнесенный к площади поперечного сечения потока, этот параметр очень удобен при расчете сопл. Так как G имеет максимальное значение в горловине сопла, а St = = alG ), или a=G St, очевидно, и теплоотдача в области горловины максимальна. С ростом числа Рейнольдса вдоль сопла число Стантона согласно уравнению (11-37) падает. Поэтому максимальное значение коэффициента теплоотдачи обычно наблюдается непосредственно перед горловиной сопла. [c.301]

Расчет сверхзвукового течения в тарельчатом сопле / Гребешок Л.З. с кн. Аэрогазодинашша и нестационарный тепломассообмен. Сб.науч. тр. Киев Наук.думка, 1983, с.3с -3в. [c.142]

Больший практический интерес представляет другой случай изменения приведенной скорости А,а, когда секундный расход и начальные параметры газа сохраняются постоянными. Это условие может быть реализовано, если при постоянной площади критического сечения сверхзвукового сопла Fkp изменять площадь выходного сечения Fa. Характер зависимости тяги от величины Яа в этом случае позволит определить рациональную степень расширения сопла для двигателя с заданными параметрами и расходом газа. Уравнения (122) и (121) не вполне удобны для такого расчета, так как содержат две переменные величины Яа и Fa. Поэтому преобрэзувм уравнение (121), заменив в нем величину Fa С ПОМОЩЬЮ выражения расхода (109) [c.247]

Расчеты, однако, показывают, что наивыгоднейшие параметры эжектора получаются при степени расширения сопла, заметно меньшей расчетного значения. На рис. 9.20, 9.21 приведены расчетные кривые Ю. Н. Васильева, показывающие изменение полного давления смеси газов (Яз < 1) в зависимости от выбранной величины приведенной скорости эжектирующего газа в выходном сечении сопла при постоянных значениях коэффициента эжекции и отношения полных давлений газов. Кривые п = onst соответствуют, таким образом, эжекторам с одинаковыми начальными параметрами и расходами газов, но с различной степенью расширения сверхзвукового сопла эжектирующего газа. Значение 1=Хр1 соответствует расчетному сверхзвуковому соплу (для По = 10, Яр1 = 1,85 для По = 50, Кх = 2,09). [c.537]

Если такой же расчет произвести для эжектора с нерасширяющимся соплом, т. е. принять Я] = 1, то необходимая площадь сечения смесительной камеры будет больше площади критического сечения сопла не в 5,23, а в 7,45 раза, и полное давление на выходе из диффузора будет на 35 % меньше значения, полученного выше. Как видим, в данном случае применение сверхзвукового сопла дает заметный выигрыш в полном давлении. Выбор рациональной степени расширения в сопле также дает некоторый эффект. Если вместо выбранного выше оптимального сопла с неполным расширением применить расчетное сверхзвуковое сопло (Xi = 1,88), то, как показывает расчет, пришлось бы площадь камеры смешения увеличить на 55 % (/ з// кр = 5,52), в результате чего полное давление смеси снизилось бы на 4 %. [c.552]

Расширяющаяся часть сопла Лаваля создает условия для лолу-чения сверхзвукового потока, которые не могут быть созданы только понижением давления в среде, куда происходит истечение. Расчет комбинированного сопла сводится к определению прохсдных сечений сопла и при заданном расходе G и угле уширения сопла а, который обеспечит безотрывное течение газа (рис. 10.6). [c.137]

В настоящей главе предпринята попытка хотя бы в первом приближении выполнить расчет и профилирование сверхзвукового сопла, работающего на высоковлажном одно- или двухкомпонентом двухфазном потоке. [c.146]

Для получения различных гидродинамических режимов течения газа с большой скоростью на входе в опытную трубу применяются специальные сопла. Форма дозвукового и сверхзвукового сопел различна. Различна и длина сопел, которая определяется специальными расчетами. Обычно сопла делаются съемными. Их можно заменять одно на другое в зависимости от того, какой гидродинамический реждам течения в опытной трубе требуется осуществить. [c.180]

Основными элементами воздушной установки являются сверхзвуковое сопло, вакуумная камера, смесительная камера и откачная система. При работе установки воздух через регулятор расхода (натекатель) поступает в смесительную камеру, где возможен подогрев воздуха до определенной температуры То, обеспечивающей отсутствие конденсации при адиабатическом расширении воздуха в сопле и в вакуумной камере. (Необходимая температура воздуха определялась по диаграмме состояния для смеси N2, О2 [Л. ]). Далее воздух через сверхзвуковое сопло поступает в вакуумную камеру, причем за счет низкого давления в вакуумной камере струя может приобрести дополнительную скорость при расширении, если давление на срезе сопла выше давления в вакуумной камере. Постоянная величина давления в вакуумной камере обеспечивается действием вакуумной откачной системы, рассчитанной на стационарную откачку воздуха, поступающего через сопло. Для создания разреженных сверхзвуковые потоков в осесимметричном сопле использовались конические сопла с различными расширениями, рассчитанные на диапазон числа Мср = 2- б,б, с учетом возможного нарастания пограничного слоя б (для расчета применялась методика работы (Л. 10] мо-446 [c.446]

Предложена программа расчета ЖРД с газообразными продуктами сгорания для установившегося режима работы и обычного сверхзвукового сопла [134]. В табл. 16 указаны учитываемые программой процессы и диапазоны свойственных им потерь. Расчеты базируются на двух подпрограммах — анализе двумерного течения в сопле с учетом кинетики химических реакций (TDK) и анализе турбулентного пограничного слоя (TBL). По первой рассчитывается удельный импульс для невязкого газа с конечными скоростями химических реакций. Подпрограмма позволяет учитывать две зоны с разным соотношением компонентов, а также неполное выделение энергии. Во второй рассчитывается влияние вязкости и теплопередачи в стенку камеры. Расчет носит итерационный характер в последовательности TDK- TBL- TDK и завершается определением удельного импульса (рис. 90). На рис. 91 графически представлены учитываемые виды потерь (интересно сравнить этот метод с аналогичной процедурой расчета удельного импульса РДТТ, которую иллюстрирует рис. 57). Эта программа пригодна для топлив, состоящих из следуюш их химических элементов углерод, водород, азот, кислород, фтор и хлор. Разработан метод расчета взаимосвязи полноты сгорания в камере с потерями в сопле. [c.170]

Велики заслуги советской науки в области теории сверхзвуковых и смешанных течений. С. А. Кристианович в 1941 г. дал общий анализ сверхзвуковых течений вблизи линий перехода дозвукового течения в сверхзвуковое и предложил систематическую классификацию этих течений. Идеи С. А. Христиановича послужили основой к плодотворным изысканиям в том же направлении его учеников А. А. Никольского и Г. И. Таганова. С. А. Христианович создал в 1947 г. новый метод приближенного расчета сверхзвуковых течений, являющийся дальнейшим развитием его метода расчета дозвуковых потоков. С. А. Христиановичу принадлежит также методика построения безударного сопла Лаваля, метод расчета сверхзвуковых эжекторов и много других важных теоретических и практических результатов. [c.35]

В 1956 г. нами была разработана общая теория газового эжектора с цилиндрической камерой смешения и расширяющимся диффузором для случаев, когда оба газа подводятся в камеру смешения через расширяющиеся сверхзвуковые сопла, через суживающиеся дозвуковые сопла, а также когда один из газов подводится через расширяющееся сопло, а другой — через суживающееся. В настоящей работе, которая написана на основе результатов этого исследования, дана теория газового эжектора с цилиндрической камерой смешения и расширяющимся диффузором для случая, когда высоконапорный газ подводится через сверхзвуковое сопло, а низкона-иорный —через дозвуковое. Подробно рассмотрены особенности течения газов на начальном участке камеры смешения и в соплах и найдены дополнительные условия, позволяющие рассчитывать характеристики эжектора во всем возможном диапазоне изменения характерных отношений давлений и теплосодержаний в общем случае смешения газов с различными физическими свойствами. Дана теория критических и докритических режимов, а также режимов запирания камеры смешения п сопел. Приведен метод расчета оптимального эжектора. [c.173]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...