Сверхзвуковое сопло с косым срезом

СВЕРХЗВУКОВОЕ СОПЛО С КОСЫМ СРЕЗОМ [c.378]

При расчетном режиме истечение из сверхзвукового сопла с косым срезом происходит с небольшими изменениями спектра потока. Эти изменения обусловлены влиянием пограничного слоя на стенке косого среза КА (рис. 6-34). [c.378]

Рассмотрим сверхзвуковое истечение газа из плоского сопла с косым срезом в пространство, в котором давление меньше, чем [c.172]

Течение газа в суживающихся соплах с косым срезом отличается рядом особенностей, которые делают возможным достижение в этих соплах сверхзвуковых скоростей истечения. [c.320]

Действие сопел с косым срезом при небольщих противодавлениях вследствие расщирения струи (из-за поворота струи на выходе из сопла) аналогично действию сопел Лаваля, чем и объясняется возможность получения в этих соплах сверхзвуковых скоростей. В наиболее узком сечении сопла с косым срезом (сечении СВ) скорость течения газа меньше местной скорости звука (при больших противодавлениях) или равна ей (при малых противодавлениях) в последнем случае давление газа в сечении СВ равно критическому. [c.321]

Течение газа в суживающихся соплах с косым срезом имеет особенности, которые обусловливают достижение в этих соплах сверхзвуковых скоростей истечения. При больших противодавлениях выходящая из сопла струя газа направлена по оси сопла, составляющей с плоскостью среза угол а. Истечение газа из сопла с косым срезом аналогично истечению из суживающегося сопла с прямым срезом. Давление газа в наиболее узком сечении D равно наружному давлению, а скорость истечения меньше или равна скорости звука. [c.354]

Дальнейший расчет сопл с косым срезом при сверхзвуковых скоростях истечения аналогичен расчету сопл Лаваля. [c.355]

Таким образом, в суживающихся соплах с косым срезом поток может стать сверхзвуковым, причем одновременно произойдет увеличение угла выхода потока. Это свойство решеток с косым срезом имеет большое значение в теории турбомашин. [c.128]

Среди класса нерегулируемых сопел можно также выделить круглое или плоское сопло с косым срезом (рис. 2.2д, е) и сверхзвуковые сопла с одинаковой формой входного, критического и выходного сечения овальной или эллиптической (рис. 2.2ж), треугольной (рис. 2.2з), квадратной (рис. 2.2 /), прямоугольной (рис. 2.2/с) и др. [c.43]

К классу сопел с жестким контуром в настоящем разделе отнесены плоские сверхзвуковые сопла (с коническими или профилированными дозвуковыми или сверхзвуковыми частями), сопла с центральным телом, плоские сопла с одной панелью для расширения потока (плоский клин или сопло с косым срезом). [c.194]

Схемы плоских сопел, в которых осугцествляется отклонение вектора тяги, можно разделить на три типа (рис. 7.2) сверхзвуковые (а, б), сопла с косым срезом (в, г), сопла с центральным телом д, е). [c.294]

Характеристики четырех из приведенных на рис. 7.2 схем плоских сопел с ОВТ на режиме горизонтального полета в сравнении с характеристиками осесимметричного сопла были рассмотрены в главе IV, где на рис. 4.18 приведены схемы этих сопел на режиме горизонтального полета и даны их потери тяги. Для режима отклонения вектора тяги схемы этих четырех сопел показаны на рис. 7.2 а — плоское сверхзвуковое сопло, г — сопло с косым срезом, д — сопло с отклоняемым центральным телом, е — сопло с отклоняемой задней частью центрального тела). Соответственно на рис. 4.18 эти схемы обозначены 2, 3, 4, 5. [c.306]

В схеме плоского сопла с одной панелью для расширения потока (сопла с косым срезом) можно обеспечить реверсирование как дозвукового (рис. 7.25д), так и сверхзвукового потока (рис. 7.25е) с использованием либо панелей, либо ковшей, которые перекрывают путь потока газа в прямом направлении реактивной струи [104], [117]. [c.317]

При некотором противодавлении р", меньшем Р], угол поворота струи 8 достигает такого значения, при котором давление в плоскости косого среза повсюду равно наружному давлению этот режим истечения называется расчетным. Действие сопел с косым срезом три малых противодавлениях вследствие расщирения струи в косом срезе сопла (из-за поворота струи на выходе из сопла) аналогично в известной степени действию сопел Лаваля, чем и объясняется возможность получения в этих соплах сверхзвуковых ско- [c.216]

Схемы спектров на рис. 3.5 подтверждаются фотографиями (см. рис. 3.16, а) и распределением давлений на спинке профиля (рис. 3.6,а). Отметим, что скачки конденсации 1 сохраняют практически неизменное положение в косом срезе при различных числах М]>1,1. В зоне скачка конденсации отмечается область повышения давления, за которой следует конфузорный участок, как и в одиночных соплах Лаваля. Как следует из рис. 3.6, положение и интенсивность конденсационного скачка существенно зависят от числа Рейнольдса. Аналогия с соплами Лаваля установлена при исследовании сверхзвуковых реактивных решеток с расширяющимися межлопаточными каналами (рис. 3.6,6). На эпюрах давлений прослеживаются скачки конденсации внутри межлопаточных каналов за минимальным сечением. Положение конденсационных скачков практически не зависит от режима течения в решетке в широком диапазоне отношений давлений ei = pi/po. Вместе с тем конденсационные скачки влияют на положение и интенсивность адиабатных скачков, возникающих на режимах перерасширения и недо-расширения. [c.78]

Опытами показано, что нестационарные (автоколебательные) режимы течения переохлажденного пара в соплах Лаваля устраняются специальным профилированием и, в частности, выполнением углового излома в минимальном сечении, т. е. организацией центрированных волн разрежения, скорость расширения в которых велика (см. гл. 4, 6 и 61]). Выходные кромки решетки с суживающимися каналами по существу и являются такими угловыми точками, способствующими локальному увеличению скорости расширения в области сверхзвуковых скоростей Mi>l,10 вблизи горлового сечения, т. е. служат стабилизаторами, препятствующими появлению конденсационной нестационарности. Аналогичный вывод можно сделать для режимов Miволны разрежения. Условия для возникновения конденсационной нестационарности в косом срезе изолированной сопловой решетки в этом случае также отсутствуют (рис. 3.5,6). Перемещение конденсационного скачка возможно [c.98]

В сверхзвуковом потоке, как отмечалось (см. табл. 2), площадь сечения струи в соответствии с уравнением неразрывности должна увеличиваться. Поскольку в косом срезе сопла поток пара ограничен только с одной стороны поверхностью АВ, увеличение его площади возможно лишь при увеличении угла поворота от aio до аю + б. Угол отклонения потока б можно рассчитать следующим образом. [c.32]

При больших сверхзвуковых скоростях потока расширения в косом срезе может вообще не произойти. При этом характеристика, соответствующая давлению р, совпадает с линией среза сопла. Для этого случая можно записать соотношение [c.237]

Пусть противодавление окружающей среды стало больше расчетного. Это вызовет появление на срезе сопла г—г (см. рис. 55, б) волну давления, которая со скоростью звука будет внедряться в сверхзвуковую струю газа за соплом. В результате взаимодействия скоростей распространения волны и движения газа, волна давления примет коническую форму и перейдет в косой скачок давления г — г — г (см. рис. 55, б), как и в случае с летящим снарядом. Давление за наружной поверхностью конуса г—г — г равно противодавлению окружающей среды, большему чем давление в струе газа внутри этого же конуса. Протяженность скачка давления в отличие от волны давления очень мала и равна нескольким длинам свободного пробега молекул. [c.172]

При расчете сверхзвукового диффузора примем, что на его начальном участке образуется система косых скачков, завершающаяся прямым скачком, расположенным в горле диффузора (как изображено на рис. 1.4.14,6). Пользуясь теорией скачков уплотнения, можно рассчитать коэффициент восстановления давления для такой системы скачков. Соответствующая площадь сечения горла диффузора, обеспечивающая запуск аэродинамической трубы, будет найдена из уравнения расхода газа, движущегося на участке (см. рис. 1.4.10) между срезом сопла (сечение 2—2) и горлом (сечение 4—4). При этом примем, что скачок, возникающий во время запуска трубы и перемещающийся в направлении от сопла к диффузору, прямой, а в горле диффузора площадью 54г устанавливается скорость звука 4=1. В соответствии с этим уравнение расхода запишем в виде [c.41]

Рис. 6.15. Схемы (а, б) и фотографии (в—ж) потока в сверхзвуковом сопле с косым срезом при различных режимах (МКС — мигрирующий кон. денсационный скачок)

Рис. 6.15. Схемы (а, б) и фотографии (в—ж) потока в <a href="/info/829">сверхзвуковом сопле</a> с косым срезом при различных режимах (МКС — мигрирующий кон. денсационный скачок)

Зависимости амплитуд пульсаций Дрст (еа) (рис. 6.17, d) близки к тем, которые получены для сопла с прямым срезом (см. рис. 6.8). Вместе с тем такое совпадение не обнаруживается при сопоставлении кривых Арст ( а) для сопла с косым срезом (см. рис. 6.13) и для сверхзвуковой решетки. Отсюда можно заключить, что влияние граничных условий на выходе из сопл и решетки является определяющим. Асимметрия расположения зон отрыва S, и S2 и различные амплитудно-частотные характеристики пуль-сационных процессов в этих зонах создают особые условия для одиночного сопла с косым срезом. Однако можно отметить качественно близкие показания датчиков, расположенных в косом срезе сопла (рис. 6.13) и решетки (рис. 6.17, <3). Эти датчики показывают резонансное увеличение амплитуд на режимах е(1 = 0,4-ь0,42. [c.218]

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]

Если сопло с косым срезом работает при нерасчетном отношении давлений (когда турбина работает на переменных режимах), то несколько меняется угол отклонения струи и значение выходной скорости Швых- Однако при этом, как правило, не возникают ни отрыв потока от стенок сопла, ни скачок уплотнения в сопле сопло с косым срезом автоматически приспосабливается к изменению режима работы. Потери энергии при работе сопла с косым срезом на нерасчетном режиме оказываются значительно меньшими, чем в сверхзвуковом сопле с прямым срезом. [c.186]

СОПЛО реального двигателя, а плоские сопла скорее выбирались как альтернативные варианты этого базисного сопла с целью обеспечения соответствуюгцих режимов работы двигателя. Сравнение коэффициентов тяги эквивалентного круглого сопла и плоских сопел трех схем сверхзвукового (рис. 4.9), сопла с центральным телом (рис. 4.10) и сопла с косым срезом или верхней панелью (рис. 4.11) проведенс для двух значений относительной площади среза сопел. Меньшее значение 7 =1,15 соответствует бесфорсажному режиму работы двигателей, большее 1,21-1,27 — форсажному режиму работы двигателей. Расчетные относительные давления в реактивных соплах на этих режимах работы двигателей соответственно равны 71 = 3,5 и 5,0, [162]. В целом, по приведенным данным для расчетных режимов работы тг = тг расч преимущества плоских сопел перед осесимметричными по коэффициенту тяги на рис. 4.9-4.11 не наблюдается. [c.199]

В соплах Лаваля с косым срезом при малых скоростях расширения в сверхзвуковой части также возникает конденсационная нестационарность. Однако количественные характеристики нестационарного процесса имеют существенные особенности. Т , приведенные на рис. 6.13 зависимости амплитуд пульсаций Арст а) резко отличаются от кривых на рис. 6.8, полученных для сопла с прямым срезом. На режимах еа 0,48 амплитуды Аре/ фиксируемые датчиком 2, качественно меняются в зависимости от ба так же, как и для сопла 1 (см. табл. 6.1). Максимальные значения Арст отвечают режиму еа = 0,48. В области / (еа 0,5) резонансное возрастание Арс/ в косом срезе (датчик 4) отвечает интервалу с, = 0,34- 0,47 в этой области режимов частота перемещений конденсационного скачка кратна частоте пульсаций в зонах отрыва 5i и и, следовательно, частоте перемещений скачка в косом срезе [c.213]

Рассмотрим схему и работу расчетного сопла Лаваля с косым срезом. В области iH сверхзвуковой недорасширенный поток ( с> 1, P >Ps) течет параллельно плоской стенке СН. Кромка j сопла генерирует волну разрежения H iK. Первая характеристика С]Я располагается под углом аос = ar sin (1/Мс), а последняя iK при расчетном режиме совпадает с косым срезом сопла. Козырек НК спрофилирован по уравнению (13.13), т. е. воспроизводит линию тока течения Прандтля—Майера. Поэтому характеристики разрежения, падающие на поверхность козырька НК, не отражаются. Весь поток в течении Прандтля—Майера (см. п. 13.1) в пределах угла НС К расширяется до р—рк=рв и ускоряется до я(Я,к) —pjp и поворачивает от оси на угол б. [c.255]

При больших числах М2 решетка за счет сверхзвуковой части профилей может получиться слишком густой, что нежелательно по конструктивным соображениям. В этом случае обычно применяют укороченные профили, получаемые для меньших расчетных чисел Мо < Ма (и, соответственно, больших величин 2 > с учетом последующего расширения в косом срезе. Иначе (или одновременно) можно просто несколько сократить длину сверхзвуковой части профиля путем увеличения кривизны его стенок. При этом будет нарушено условие равномерности потока за решеткой и в нем могут возникнуть скачки уплотнения (как огибающие волн сжатия, выходящих из криволинейных стенок). Задача теоретического построения потока через такое сокращенное сопло, как и потока при давлении за рещеткой, большим расчетного, представляет значительные трудности. Получение надежных данных в этих случаях требует проведения экспериментального исследования на специальных установках. [c.229]

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]

ВЫХ скоростях потока на выходе из сопла ру > расширение его осуществляется в суживающейся части канала до сечения АВ,ъ области косого среза расширения потока не происходит (если пренебречь небольшой неравномерностью поля скоростей как поперек, так и вдоль потока), давление в области косого среза равно давлению за соплома скорость соответственно равна С . При фиксированном давлении перед соплом р по мере снижения ру скорость потока с ] в минимальном сечении канала АВ будет увеличиваться. Когда давление за соплом уменьшится до критического, в сечении АВ установятся критическое давление р и критическая скорость с р. При дальнейшем снижении давления ру за соплом в сечении АВ скорость и давление будут оставаться критическими, так как выше сечения АВ изменения давления за соплом не будут распространяться внутрь сопла. Действительно, скорость распространения волн давления равна скорости звука, а в сечении АВ скорость потока равна скорости звука, поэтому возмущения, возникающие за соплом, не проникают выше сечения АВ. Приру <р в точке А давление скачком уменьшается от р ДР ру, поэтому точка А становится в этом случае источником возмущения. В области косого среза изобары давления будут располагаться вдоль лучей — линий Маха, исходящих из точки А, так как известно, что в сверхзвуковом потоке возмущения (изменения давления) распространяются вдоль волн разрежения (рис. 2.43). Таким образом, в области косого среза в волнах разрежения поток ускоряется за счет расширения от давления р в минимальном сечении до давления ру за соплом. При с = а волна разрежения перпендикулярна потоку и совпадает с изобарой критического давления в сечении АВ, при с > а волна разрежения составляет с направлением по- [c.79]

Пусть в сопло указанной конфигурации (рис. 206, а) поступает дозвуковой поток газа. Согласно уравнению Гюгонио в сужающейся (конфузорной) части скорость газа будет возрастать, а давление и плотность падать. Если в минимальном сечении (горле) скорость не достигнет критической, то в расширяющейся (диффузорной) части дозвуковой поток газа будет тормозиться, давление и плотность — возрастать и на выходе установится значение М < 1. Такой режим течения установится, если давление на выходе из сопла (противодавление) больше, чем некоторое граничное Рхгр, при котором в горле сопла устанавливаются критические параметры течения. Если теперь противодавление будет уменьшаться, то так как весь поток дозвуковой, возмущения в виде малых понижений давления будут распространяться вверх по течению, скорость потока во всех сечениях будет возрастать и при значении противодавления в горле будет достигнута звуковая (критическая) скорость и соответствующие ей значения р,,, Т . При этом режиме в диффузорной части происходит торможение потока от значения М = 1 в горле до некоторого Мх <1 — на срезе сопла. Если же противодавление далее уменьшится до значения р < р гр. то уменьшится давление и во всей диффузорной части. Но в горле давление не может сделаться меньшим, чем р, по причинам, которые мы выяснили, изучая истечение через сужающееся сопло. Поэтому на некотором участке диффузорной части, начиная от горла, поток получит возможность расширения и там установится сверхзвуковое течение. Однако, если давление Р1 на срезе недостаточно мало, то вблизи выхода поток будет все еще дозвуковым. Сопряжение сверхзвукового потока за горлом с дозвуковым вблизи выхода происходит в виде скачка уплотнения, который мы будем приближенно считать прямым. При дальнейшем понижении противодавления скачок уплотнения будет перемещаться внутри сопла к его выходному сечению и при некотором расчетном давлении Рхра ч расположится за срезом сопла. При этом значении противодавления на срезе устанавливается скорость, соответствующая расчетному значению числа Мхрасч > 1. При дальнейшем понижении противодавления поток будет на некотором участке вне сопла продолжать расширяться, а переход к дозвуковому режиму и полному торможению будет осуществляться через сложную систему косых скачков уплотнения. [c.453]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...