Сверхзвуковые диффузоры

Принципиальная схема осесимметричного сверхзвукового диффузора ничем не отличается от схемы плоского диффузора. [c.469]

Рис. 8.44. Изоэнтропическое внешнее сжатие в сверхзвуковом диффузоре 1 — центральное тело, 2 — обечайка, ОА СВ — отошедшая ударная волна, ОЛ Д—область изоэнтропического внешнего сжатия, СН и АС — линии звуковых скоростей

Рис. 8.45. Сверхзвуковой диффузор Рис. 8.46. Сверхзвуковой диффу-

Сверхзвуковой диффузор с полным внутренним сжатием может быть осуществлен без центрального тела (рис. 8.46). В таком диффузоре косой скачок отходит от кромки обечайки А и пересекается в точке О на оси диффузора со скачком, идущим от противоположной кромки. Поток газа в скачке АО отклоняется от первоначального направления и становится параллельным стенке АС. В точке О линии тока вынуждены возвратиться к первоначальному направлению, в связи с чем возникает отраженный скачок ОО. В точке В поток вновь отклоняется от осевого направления и становится параллельным стенке диффузора это вызывает новый скачок, который отражается от оси диффузора, образуя следующий скачок и т. д. Так как в скачках уплотнения поток тормозится, то предельный угол поворота в каждом последующем скачке меньше, чем в предыдущем. Описанный процесс продолжается до тех пор, пока требуемый угол отклонения потока не оказывается больше предельного (ы > > (От<и) с наступлением этого режима вместо очередного плоского скачка образуется криволинейная ударная волна ЕР, за которой поток становится дозвуковым. Дальнейшее течение в сужающем канале идет с увеличением скорости, причем в узком сечении скорость должна быть ниже или равна критической в последнем случае за узким сечением может возникнуть дополнительная сверхзвуковая зона, завершаемая скачком уплотнения СН. [c.475]

Скорость течения в каналах двигателя (в частности, перед компрессором и перед камерой сгорания) обычно должна быть значительно ниже скорости звука, вследствие чего внутренний канал сверхзвукового диффузора, куда воздух попадает из входного отверстия, делается расширяющимся. Но если во входном отверстии скорость равна критической, то такой канал может работать и как расширяющаяся часть сопла Лаваля с образованием сверхзвукового течения, завершаемого дополнительным скачком уплотнения. [c.471]

Рис. 8.59. Дроссельная характеристика нерегулируемого сверхзвукового диффузора

Общее изменение полного давления в сверхзвуковом диффузоре, содержащем косой и прямой скачки, определяется произведением коэффициентов сохранения полного давления [c.465]

Рис. 8.57, Стандартная кривая (США) зависимости коэффициента сохранения полного давления в сверхзвуковом диффузоре от числа Маха полета

Описанные выше сверхзвуковые диффузоры, в которых основная система скачков уплотнения расположена перед входным отверстием (перед обечайкой), относят к категории диффузоров с внешним сжатием (несмотря на наличие дополнительного сжатия во внутреннем канале). Если в таком диффузоре все скачки пересекаются на кромке А обечайки (рис. 8.40), то, как уже отмечалось, система скачков не нарушает внешнего обтекания обечайки. Однако внутренняя стенка обечайки должна быть ориентирована по направлению потока в замыкающем прямом скачке, которое тем сильнее отклонено от направления набегающего невозмущенного потока, чем больше косых скачков имеется на центральном теле диффузора. [c.471]

Сверхзвуковой диффузор с полным внутренним сжатием используется в аэродинамических трубах. Вследствие частичного изоэнтропического сжатия в диффузоре малого угла удается вдвое уменьшить потери по сравнению с таковыми в прямом скачке (подсчитанными по числу Маха перед диффузором). [c.475]

До сих пор мы рассматривали сверхзвуковые диффузоры, работающие на основном, расчетном значении скорости набегающего потока. При отклонении от расчетного режима форма системы скачков изменяется, в связи с чем некоторые из заданных условий нарушаются. В частности, в нерегулируемом диффузоре с внешним сжатием при уменьшении числа Маха набегающего потока скачки уплотнения становятся более крутыми (рис. 8.48) [c.476]

Описанная методика относится к расчету плоского сверхзвукового диффузора с внешним сжатием и оптимальной системой скачков уплотнения на расчетном режиме, при котором все скачки пересекаются на кромке обечайки. [c.479]

Рис, 8.58. Характеристики нерегулируемого входного сверхзвукового диффузора [c.487]

При достаточно низком противодавлении на критическом режиме поток смеси может остаться сверхзвуковым и на выходе из диффузора. Это может представлять интерес в тех случаях, когда используется скоростной напор потока смеси или возникающая при истечении реактивная сила полное давление смеси при этом будет значительно выше, чем при < 1. Однако в обычных схемах работы эжектора требуется получить возможно большее статическое давление газа на выходе из эжектора. Для этого сверхзвуковой поток, полученный на выходе из камеры смешения при критических режимах работы эжектора, необходимо перевести в дозвуковой. Принципиально здесь возможно применение сверхзвукового диффузора, где торможение будет происходить без скачков или в системе скачков с небольшими потерями. Обычно, однако, в эжекторах применяются конические диффузоры дозвукового типа, в которых сверхзвуковой поток тормозится с образованием скачка уплотнения. Если считать скачок уплотнения прямым, то легко видеть, что минимальные потери полного давления в нем будут тогда, когда скачок располагается непосредственно перед входным сечением диффузора, т. е. возникает в сверхзвуковом потоке с приведенной скоростью Я,з. [c.532]

Поэтому в данном случае применение сверхзвукового диффузора с торможением потока в системе скачков может дать заметный эффект. [c.552]

Адиабатические продувки сопел, с коротким сходящимся входным участком, непосредственно переходящим в сверхзвуковой диффузор, проводились неоднократно многими исследователями. Однако из-за малой протяженности зоны околозвуковых скоростей в сочетании с коротким входом и большим углом конусности в расходящейся части сопла, определение сравнительной величины градиентов давления по обе стороны от горла и в самом горле было затруднено. [c.134]

Для сверхзвуковых диффузоров предложена теория вихревой пелены , которая объясняет неустойчивость системы косых скачков Существуют и другие теории, но стройной, логически завершенной теории помпажа пока еще не разработано. [c.46]

Вместе с тем многие вопросы, нанример определение соиро-тивления трения и нолей скорости п температуры, построение картины течения в камере сгорания, эжекторе и сверхзвуковом диффузоре, выяснение силового и теплового воздействия выхлопной струи реактивного двигателя на органы управления и другие части летательного аппарата, а также на стенки испытательного стенда и т. п., пе могут быть разрешены без привлечения дифференциальных уравнений гидрогазодинамики или уравнений пограничного слоя.. В связи с этим в кннге значительное внимание уделено основам гидродинамики, теории пограничного слоя и теории струй. [c.9]

Различные комбинации скачков исследованы в работе Г. И. Петрова и Е. П. Ухова ). Рассмотрим вопрос о сверхзвуковом диффузоре, используя результаты этой работы. Обратимся сначала к наиболее простой схеме сверхзвукового диффузора, в которой торможение потока осуществляется посредством двух скачков косого и прямого. В косом скачке происходит уменьшение сверхзвуковой скорости, а в прямом скачке — пониженная сверхзвуковая скорость переводится в дозвуковую. [c.465]

Как показывает рис. 8.38, увеличение числа скачков ведет к уменьшению суммарных потерь полного давления в системе. При увеличенип числа скачков до бесконечности потери в системе должны упасть до нуля (Од- - 1), т. е. осуществляется переход к изоэнтропическому торможению. Форма центрального тела плоского нзоэнтропического сверхзвукового диффузора с внешним сжатием изображена на рис. 8.44. [c.473]

Рис. 8.49. Зависимость от скорости полета ко. ффициептов сохраиения полного давления и расхода для трехскачкового сверхзвукового диффузора с внешним сжатием, имеющего оптимальные характеристики ири М = 3

На рис. 8.56, а, б изображены результаты расчета зависимостей ср(Мн) и С1сж(Мв) для сверхзвуковых диффузоров с одноступенчатым и двухступенчатым центральным телом, имеющим различные суммарные углы поворота потока сОн = oi + сог. Как видим, при одном и том же значении суммарного угла поворота потока кривые ср(Мн) и iH,(M ) для двухступенчатого и одноступенчатого клиньев мало отличаются. [c.484]

До СИХ пор мы приводили данные о работе плоских сверхзвуковых диффузоров. Основные зависимостп для осесимметричных, а также боковых ) и других типов диффузоров имеют тот же характер, но пх расчет представляет большие трудности. [c.486]

Для расширения рабочего диапазона дроссельных режимов И улучшения характеристик диффузора на нерасчетных скоростях полета прибегают к различным методам регулирования диффузоров (изменение проходного сечения горла и взаимного положения центрального тела и обечайки, выпуск воздуха через отверстия в стенке диффузора, слив или отсос пограничного слоя на центральном теле или на обечайке и др.), описанным в специальной литературе ). Регулировоание расхода воздуха через горло сверхзвукового диффузора необходимо также для вывода последнего на рабочий режим ( запуска ). Дело в том, что расчетная скорость потока устанавливается не внезапно, а путем перехода от положения покоя к движению с постепенно нарастающей [c.488]

Величины относительной площади горла диффузора / г.д(Мн), необходимой для запуска последнего, и относительной площади горла сопла Fr. l a) = Pr.JPa при к = 1,4 приведены па рис, 8.61. Интересно отметить, что число Маха в горле диффузора Мг д, нужное для проскока сквозь него прямого скачка уплотнения (до суя еш1я горла диффузора), составляет около 0,875 от значения числа Маха в набегающем потоке Мн (для Мн = 1,5—5 при /с = 1,4). Описанные особенности запуска диффузора аэродинамической трубы относятся и к запуску входного диффузора двигателя. Для того чтобы, переходя от малых скоростей полета к расчетной скоростп, осуществить расчетную систему скачков, следует при малых скоростях горло диффузора расширить (или лишнюю часть воздуха перепустить перед горлом наружу), а по выходе на расчетную скорость сузить горло (до расчетного размера) или прекратить перепуск воздуха (прикрыть отверстие для перепуска). Без этого запуск сверхзвукового диффузора на расчетный режим невозможен. [c.491]

При расширении N264 в сверхзвуковом диффузоре влияние кинетики сказывается в понижении давления, плотности, температуры, замороженной скорости звука, концентрации ЫОа и в росте скорости течения газа, замороженного числа Маха, а также содержания N204, N0 и О2 (см. табл. 4.11). [c.162]

Оригинальный газодинамический метод энергоразделения газового потока и устройство для его осуществления предложено в 1996 г. А.И.Леонтьевым [42]. Суть метода сводится к тому, что исходный газовый поток делят на две части. Одну из них после разгона в сверхзвуковом сопле вынуждают двигаться со сверхзвуковой скоростью в канале, из которого ее выводят через сверхзвуковой диффузор. Другую часть газового потока вынуждают двигаться вдоль внешних стенок канала с дозвуковой скоростью. В общем случае равновесная температура стенок канала, омываемых сверхзвуковым потоком, будет отличаться от температуры торможения этого потока. Ее значение определяется коэффициентом восстановления температуры, являющимся функцией критерия ,. [c.20]

Как уже указывалось, разницу энергии потока в начале и конце трубы используют в основном для ускорения частиц и в меньшей мере на преодоление трения о стенки трубы. При максимальном использовании энергии сверхзвукового потока воздух покидает трубу со звуковой скоростью с независимо от того, был ли ранее скачок уплотнения или нет. Этот выходяший воздушный импульс представляет в общем случае потерю энергии. Возможность рекуперации давления в сверхзвуковом диффузоре или частичное использование этой энергии в размольной камере мельницы мы не рассматриваем. [c.512]

Возможности улучшения характеристик газового эжектора путем применения конической сужающейся камеры смешения или сверхзвукового диффузора рассмотрены в статьях Ю. Н. Васильева и Ю. А. Лашкова Экспериментальное исследование газовых эжекторов с коническими камерами смешения и Ю. Н. Васильева Некоторые свойства газовых эжекторов со сверхзвуковым диффузором, имеющим горловину . [c.3]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология