Истечение сверхзвуковой струи

Сверхзвуковое истечение из сопла в том случае, когда на срезе давленпе меньше окружающего, осуществляется посредством сложной системы скачков. Рассмотрим, например, плоскопараллельную струю газа ), вытекающую в среду большего [c.151]

При работе реактивных двигателей, различных струйных аппаратов, например эжекторов, и в некоторых других практически важных случаях истечение сверхзвуковой струи из сопла происходит в условиях нерасчетного режима, когда давление в потоке на выходе из сО Пла существенно отличается от давления в среде, [c.400]

Такое течение с вогнутой ударной волной, по-видимому, имеет место при истечении сверхзвуковой струи в пространство с повышенным давлением, на режиме нерегулярного отражения косого скачка уплотнения от оси симметрии струи (см. рис. 2.9). [c.246]

Рассмотрим сверхзвуковое нерасчетное истечение пз сопла Лаваля, когда Ра > Ра. На значительном удалении от сопла давления в струе и в атмосфере должны уравняться. В связи с этим давление в струе по мере удаления от выходного отверстия соила постепенно уменьшается, скорость газа возрастает и поперечное сечение сверхзвуковой струи увеличивается (рис. 4.4). Опыт показывает, что при этом происходит перерасширение струи, т. е. в некотором наиболее широком сечении струи устанавливается давление ниже атмосферного Ра < Рв- После этого струя начинает сужаться, так как давление должно приблизиться к [c.150]

Остановимся на некоторых экопериментальных данных, относящихся к сверхзвуковым струям при нерасчетном истечении из сопел. На рис. 7.23 внизу сплошной линией изображено из- [c.401]

При дозвуковом истечении эжектирующей струи наибольшее разрежение и максимальные скорости потоков достигались во входном сечении камеры. В данном случае минимальное значение статического давления и максимальная скорость эжектируемого потока достигаются в сечении 1, находящемся на некотором расстоянии от сопла, там, где площадь расширяющейся сверхзвуковой струи становится наибольшей. Это сечение принято называть сечением запирания. [c.498]

Результат обычный для струйных аппаратов, работающих на сверхзвуковых скоростях. Таких диффузоров нет в выпарных установках, у которых входное сечение было бы меньше горловины. Это часто повторяющееся расхождение объясняется тем, что величины фа, Фз и ф принимаются одинаковыми. Коэффициент Ф зависит от длины расширяющейся части сопла. Длина конфузора и длина диффузора во много раз превосходят длину сопла, поэтому Фз и ф4, видимо, не могут быть равными ф1. Также условно значение фз, учитывающее потери скорости при ударе. При нормальной работе пароструйного компрессора выходное сечение сопла лежит в одной плоскости со входным сечением диффузора. При такой скорости истечения рабочей струи, как 1000 м/сек, очевидно, происходит не удар двух неупругих тел, а трение рабочей струи о подсасываемую. [c.289]

При разработке методики расчета поля скоростей принято, что генерированная импульсной камерой струя является сверхзвуковой, турбулентной и квазистационарной. В основу методики положена полуэмпирическая приближенная теория турбулентных сверхзвуковых струй. Структура струи представлена на рис. 5.17. Она имеет начальный участок протяженностью Хн, где скорость потока превышает звуковую, и основную область дозвуковой струи, границы которой определяются углом раскрытия а. Будем полагать, что профили скоростей в поперечных сечениях струйного потока универсальны и не зависят от условий истечения струи. Уравнение неразрывности и сохранения импульса в интегральной форме в безразмерных параметрах имеют вид [80] [c.99]

ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ИСТЕЧЕНИЯ НА ПЕРИОДИЧЕСКУЮ ВНУТРЕННЮЮ СТРУКТУРУ СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУИ [c.100]

На рис. 1.19 дана схема структуры установившегося движения потоков в ВТ с ВЗУ при д = 0,5. Поступая в ВЗУ, сжатый газ движется по сужающимся винтовым каналам, разгоняясь до скоростей порядка звуковых. В этом случае имеются условия для возникновения и сверхзвуковых течений по выпуклой стороне каналов, в первую очередь, за счет значительных поперечных градиентов давления при общем снижении термодинамической температуры за счет непрерывного перераспределения поля скоростей, действия центробежного поля и возникающих вторичных циркуляционных течений и вихрей различного вида по высоте канала происходит и температурное разделение слоев. При этом наиболее низкие термодинамические температуры следует ожидать в средней части слоев. После истечения из каналов ВЗУ газ в виде ленточных спиральных струй движется по цилиндрической поверхности трубы, сохраняя приобретенный характер распределения скорости и температуры по высоте. Центробежное поле создает в области сопловых вводов большие градиенты гидростатического давления в радиальном и меньшие — в осевом направлениях. Нижние и средние слои струй, испытывая различной интенсивности торможение, делают реверс осевой скорости на различном удалении от диафрагмы и образуют охлажденный поток. Нижние слои струй, имеющие относительно средних несколько пониженное давление и повышенную термодинамическую температуру, попадая в области малых давлений за срезом ВЗУ, делают поворот на меньшем удалении от диафрагмы и большем радиусе. [c.49]

Метод газовой электронографии может применяться для изучения молекул при сверхзвуковом истечении струи пара исследуемого вещества, что открывает возможности исследования процессов кристаллизации соединений из газовой фазы и потенциалов межмолекулярного взаимодействия. Данный метод можно использовать для изучения химических равновесий в газовой фазе, а также структур свободных радикалов и ионов, если их получить в рассеивающем объеме в достаточном количестве. Имеется также возможность применить метод газовой электронографии для определения потенциалов и барьеров внутреннего вращения молекул. Важным, но в то же время ограниченным является использование данного метода в определении энергии химических связей, так как вклад в рассеяние потенциала валентных электронов очень мал. [c.156]

Параметры в начале изобарического участка принимались из работы [18] Тд = 1600° К, Уд = 3000 мкек, радиус струи варьировался в диапазоне от 2-10 до 10 см, 1 <1 Ро тор. Параметры внешней среды =Ро, = 220° К и Уь = 800 м/сек, т. е. рассматривалось истечение струи в спутный сверхзвуковой поток воздуха. [c.203]

На рис. 10.2 показана минимальная область влияния смешанного течения в физической плоскости и в плоскости годографа для случая, когда число Лоо достаточно мало относительно угла раствора клина при этом все характеристики узла А содержатся в минимальной области влияния. (При достаточно большом числе Лоо минимальной области влияния будет принадлежать только часть характеристик узла разрежения, и последняя характеристика узла будет оканчиваться на клине здесь имеется аналогия с задачей сверхзвукового истечения струи из резервуара [32].) [c.292]

Задача об истечении струи. Из прямолинейной трубы ширины 2уо, в которой течет постоянный сверхзвуковой поток газа с известным уравнением состояния и заданными параметрами ро, ро, q > со, газ вытекает в окружающую среду (покоящийся газ), в которой задано давление pi < ро. Требуется найти установившееся течение газа вне трубы, считая границу с окружающей средой контактным разрывом. [c.273]

Условия нерасчетного истечения сверхзвуковой струи принято характеризовать степенью нерасчетности, представляющей собой отношение действительного давления торможения в ресивере к расчетному ), которое может быть приближенно заменено отношением давления на выходе из сопла к давлению в окружающей среде [c.401]

Истечение сверхзвуковой струи. Рассмотренная в 23 задача об истечении струи из бесконечного угловидного сосуда допускает постановку на плоскости годографа и в том случае, когда внешнее давление меньше критического, т. с. р < р. Впервые эта задача была поставлена и изучена Ф. И. Франклем. [c.304]

Следовательно, задача об истечении сверхзвуковой струи сводится к следующей краевой задаче для функции тока на плоскости годографа найти решение уравнения (22.47) в области с границей NA1E1B1GB2E2A2N по фаничным ус ювиям [c.305]

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТОНАЛЬНОГ ИЗЛУЧЕНИЯ, ВОЗНИКАЮЩЕГО ПРИ ИСТЕЧЕНИИ СВЕРХЗВУКОВЫХ СТРУЙ [c.85]

Более детальное рассмотрение сверхзвуковой струи, вытекающей из сопла на нерасчетном режиме, дается в гл. VII, а вопрос об истечении с образованием скачков внутри соила— в гл. VIII. [c.152]

Рассмотрим истечение сверхзвукового потока газа из плоского сопла. Пусть сопло обеспечивает равномерную скорость на его срезе, а давление в свободном пространстве, в которое вытекает газ, меньше, чем давленпе в плоскости среза сопла. Изложенная выше теория обтекания плоской стенкп позволяет определить направление границ струи непосредственно после среза сопла. [c.171]

Мы рассдютрели ири нерасчетном режиме истечения лишь затопленную сверхзвуковую струю. Влияние снутного потока на этом режиме как при М > 1, так и при М < 1 удается учесть лишь с помощью численных методов расчета, пэложеняых в монографии Г. Н. Абрамовича и др. [2] и других источниках, указанных в ней. Некоторые соображения по этому поводу приводятся в конце следующего параграфа. [c.408]

Результаты расчетов основных параметров сверхзвуковой струи представлены в виде номограмм (см. 5.6). Используем их для определения области очистки струей продуктов сгорания, учитывая, что радиус выходного отверстия импульсной камеры Л(f=75 мм. Скорость звука в среде, в которую происходит истечение, а=450 м/с. Тогда число Маха для этой струи составит 2,3. Из графика на рис. 5.20 определим коэффициент скорости который равен 3,0. В соответствии с найденным коэффициентом выбираем координатные оси на номограммах на рис. 5.19 и 5.22. Определенная нами критическая скорость раздува составляет 205 м/с, соответственно отношение vfvo=0,2. Тогда на номограмме линия 0,2ио будет ограничивать область очистки потоками продуктов сгорания. Максимальная полуширина области составит Гмакс = 0,4 м, а длина д макс=4,5 м. Определенная область очистки струей представлена на рис. 5.29 (кривая 1). Сравнение расчетной области очистки камерой ПК-900/200 с экспериментальной было проведено после реализации проекта. Замеры области очистки струей на пакетах экономайзера (кривая 2) подтвердили правильность принятой методики расчета. [c.117]

А. А. Никольский заметил, что прн выводе основных соотношений теории критических режимов в работе [1 не было использовано уравнение количества движения. Кроме того, проводя аналогию с истечением струи из недорасширенного сопла Лаваля, он показал, что допущение о постоянстве статического давления в сечении запирания при больших перепадах давления становится слишком грубым и что в действительности статическое давление в эжектирующей струе может резко изменяться по сечению. Исходя из этого, А. А. Никольский предложил определять критические значения коэффициента эжекции путем построения течения в сверхзвуковой струе от начала камеры смешения до сечения запирания, считая, что статическое давление в эжектируемой струе постоянно по сечению. Такой путь связан, однако, с большими расчетными трудностями. [c.49]

Механизм возникновения таких колебаний не связан непосредственно с процессом горения, хотя последний, по-видимому, может влиять на него в ту илн иную сторону. Сверхзвуковая струя при определённых режимах истечения сама является неустойчивой, что и приводит к возникнове-лию её колебаний и излучению звука высокой интенсивности. Поэтому струю газообразного топлива можио моделировать холодной воздушной струёй, прн этом основные закономерности процесса должны сохраниться. Хотя обычно в топочных устройствах имеет место не одна струя, а система из нескольких струй, прежде всего сначала необходимо исследовать одиночную струю в свободном пространстве, а уже потом усложнять задачу, рассматривая взаимодействие нескольких струй, а также влияние близлежащих поверхностей. [c.86]

В свете вышесказанного становится понятным появление минимумов иа графиках риС. 8. Вырождение внутренней периодической структуры сверхзвуковой струи в расчетном режиме истечения приводит к ирекращеншо излучения дискретного тона, в результате чего резко снижается уровень интегрального по частоте излучения. [c.96]

Известно, что в сужающемся прямолинейном канале при дозвуковом энергетически изолированном течении газа происходит снижение термодинамической температуры. В винтовом сужающемся канале из-за значительных поперечных градиентов давления создаются условия для повышения скоростей слоев газа у выпуклой стенки по сравнению со скоростями в слоях газа у вогнутой стенки. Таким образом, в винтовом канале не исключено одновременное течение газа как с дозвуковыми, так и со сверхзвуковыми скоростями. Увеличивающаяся неравномерность распределения скоростей приводит уже в каналах сопловых вводов к температурному разделению потоков с более высокими термодинамическими температурами у вогнутой стенки и наиболее низкими в средней части канала по высоте. При дозвуковом течении газа по всей высоте термодинамическая температура будет понижаться по направлению к выпуклой стенке, при сверхзвуковом течении слои газа у этой стенки должны иметь несколько повышенную температуру, чем средние слои. Описанное распределение термодинамической температуры будет сохраняться и после истечения струй в трубу, при этом будут формироваться охлажденный и нагретый потоки. Нечто подобное будет происходить и в тангенциальных сопловых вводах, и, ближе всего к изложенной картине, — в сопловых вводах с лотковым или улиточным выходом. Некоторым подтверждением температурного разделения в каналах сопловых вводов служат данные В. И. Метенина, который наблюдал температурный эффект разделения в вихревой трубе (Д.т = 30 мм) с одним сопловым улиточным вводом при отношении сторон канала соплового ввода 2 3 (больший размер по [c.37]

Для ускоряющегося газового потока этими формулами можно пользоваться и при сверхзвуковых скоростях, так как увеличение скорости происходит обычно без заметных потерь (изоэн-тронически) пе только в области М < 1, но и в области М > 1, т. е. полное давление в ускоряющейся газовой струе почти не меняется. В частности, по формулам (68) или (72) вычисляется скорость истечения газа. При этом в сосуде, где газ покоится, давление равно полному давлению вытекающей струи р, а в выхлопном отверстии сопла — статическому давлению р. Из формулы (68) получим [c.34]

Наиболее важно, что ири дозвуковом режиме истечения давление в струе на срезе сопла р . практически равно давлению в окружающей среде рв, так как при этом режиме любое изменение давления в атмосфере в виде волны давления проникает внутрь сопла, вызывая изменение давления перед соплом и соответствующее изменение скорости истечения перестройка потока продолжается до тех пор, пока давление в струе на срезе сопла не сравняется с атмосферным. Поэтому в отлнчпе от сверхзвукового сопла в простом коыфузоре скорость истечения определяется не его формой, а только давлением в камере перед кон-фузором. Таким образом, если известно давление в камере р, то при заданном давлении в плоскости выходного среза рв приведенная скорость истечения находптся непосредственно по формуле (78) гл. I [c.149]

Сравнение значений осевой скорости, вычисленных по формуле (100), с результатами измерений скорости в сверхзвуковых нерасчетных струях газа представлено на рис. 7.26 и 7.27. Экспериментальные данные, приведенные яа рис. 7.26, получены для сопла, рассчитанного на число Маха Ма= 1,5 (Ха = 1,37), ири следующих значениях параметра нерасчетности ТУ = 0,8 1 2 5 10. Опытные значения скорости на рис. 7.27 соответствуют истечению из сопла, рассчитанного на число Маха Ма = 3, при = 1 ж N = 2. Из рассмотрения этих рисунков следует, что теоретические результаты в первом приближении удовлетворительно согласуются с опытными данными, хотя в отдельных случаях наблюдается заметное количественное расхождение между ними. Отмеченное несоответствие может являться следствием иопользо- [c.405]

Рис. 7.26. Сравнение расчетных и экспериментальных значений осевой скорости в сверхзвуковой осесимметричной струе газа (Ма = 1,5) на расчетном (Л = 1) и нерасчетных (Л/= var) режимах истечения по опытам Б. А. Жесткова, М. М. Максимова и др.

В этих горелках существенная интенсификащга процесса смесеобразования с одновременным увеличением инжекционной способности газовой струи достигается за счет значительного увеличения скорости истечения газа (сверхзвуковой режим истечения) при применении расширяющегося сопла. Полное абсолютное давление газа перед соплом для получения сверхзвуковых скоростей истечения газа должно быть [c.784]

Вихревые газовые горелки тина ГВП работают как на дозвуковом, так и на сверхзвуковом режимах истечения газа, создавая прямоструйный (при выключенном завихрителе) или закрученный (при включенном завих-рителе) потоки газа на выходе из сопла. В случае прямоструйного истечения газа из сопла нри работе цементной печи происходит взаимодействие струи газа, вытекающей из сопла горелки, с цилиндрической спутной струей воздуха, радиус которой равен внутреннему радиусу печи. Оси этих струй совпадают. Помещенная в печь горелка образует своеобразный инжекционный цилиндрический смеситель [Абрамович, 1953]. [c.81]

Неравновесные физико-химические параметры в потоках газа и плазмы исследовались теоретически методами релаксационной газовой динамики и экспериментально в аэродинамических установках низкой плотности с плазменными генераторами, высокотемпературными печами (типа Кинга) и другими источниками. Исследования показали [1—5], что охлаждение плазмы и газа и падение плотности р при сверхзвуковом расширении приводит к кинетической картине течения, для которой характерно образование различных типов неравновесности. В потоках плазмы температура электронов Те отличается от температуры тяжелых частиц Т, концентрации электронов Пе не удовлетворяют уравнению Саха, заселенности связанных электронных состояний атомов и ионов не подчиняются закону распределения Больцмана. Б сверхзвуковых потоках молекулярных газов колебательные температуры выше поступательных и концентрации компонент отличаются от равновесных П1р. Кинетическая картина течения в струях может быть определена на основании расчетов релаксационных параметров Гр., щ. Те, Пе при ПОЛЯХ газодинамических параметров р, Т, V, соответствующих структуре недорасширенных струй для различных условий истечения Рц/Рь = аг (Р —давление на срезе сопла, Рь — давление во внешней среде). В [1—9] исследованы три типа недорасширенных струй истекающие в вакуум, в пространство с пониженным давлением ив спутный сверхзвуковой поток. Качест- [c.192]

Наряду с этим в отличие от стабилизации пламени телами плохо обтекаемой формы, когда размеры циркуляционной зоны Ь и Ъ) практически слабо зависят от режима течения [6], а определяются главным образом размерами и формой обтекаемых тел, при стабилизации пламени встречпой струей характеристический размер Ь (см. рис. 3) существенно зависит от давления в сопле, отношения массовых скоростей струи и потока (нри критических скоростях и, по-видимому, — при сверхзвуковых скоростях истечения струи) и от линейных скоростей нри дозвуковом течении [4, 5]. [c.94]

Для эффективного самоизмельчения, как было показано многочисленными исследованиями, необходимы высокие скорости, порядка 400—500 м сек и выше. Эти скорости могут быть легко достигнуты при условии ускорения частиц в струях сжатого газа со сверхзвуковыми параметрами истечения, направленных навстречу или под углом друг к другу. Применение газовых струй в качестве ускорителей частиц позволяет отказаться от измельчителей-машин и перейти к измельчителям-аппаратам без движушихся частей. [c.4]

Изучение молекул в сверхзвуковом потоке. В серии работ французских авторов [189—198] метод газовой электронографии впервые применен для изучения молекул при сверхзвуковом истечении струи пара исследуемого вещества. Был сконструирован специальный испаритель, позволявщий получать поток исследуемого пара при начальных давлениях от 1 мм до 10 атм, который расширялся через узкое сопло с сепаратором в вакуум. Прн низких начальных давлениях (- 1 ммрт. ст. и ниже) поток пара молекулярен, затем переходит в 1 язкий при давлениях 5—100 мм рт. ст. При более высоких значениях начального давления поток становится сверхзвуковым. За счет увеличения кинетической энергии при дросселировании пар охлаждается, в результате чего в газообразной фазе происходят процессы конденсации с образованием полимерных агрегатов различной степени ассоциации вплоть до микрокристаллов. [c.255]

Рис. Ь. Газодииамичесная сгруктура струи (б) поле кондентраций электронов пр сверхзвуковом истечении плазмы Аг (а) Ма=9, Я р/с( р=2-10 =1,б67, Га=2,5 см, аед=2-10 По=4-10 5 см (М — линии равных чисел Маха, Па — линии равных

Условия течения газа. Изменения расхода газового потока и вводимой в дугу мощности дают возможность реализовать условия как дозвукового, так и сверхзвукового истечения газа из сопла. Далее, истекающая струя может быть как ламинарной, так и турбулентной. Флуктуации в плазменной струе отмечали Уитон и Дин [361, Дин и Ранстадгтео [371, Фриман и Ли [381, Пфендер и Кремерс [391 и Джордан и Кинг [401. По-видимому, изменения светимости плазмы и удельной энтальпии, происходящие в азоте (с частотой от 5 до [c.198]

Рис. 1. Газюдина.мичесмая структура струи (б) поле концентраций электрощов пр-и сверхзвуковом истечении плазмы Аг (а) Ма = 9, Якр/ р = 2-10- Y= .667, Га = 2,5с.и, аг =2-10 п = 4-10 см (М — линии равных чисел Маха, Пе — линии равных

Справочник химика 21

Химия и химическая технология