Нестационарные течения газа в соплах

Рис. 14, К заданию граничных условий при одномерном нестационарном течении газа в сопле

В следующих разделах параграфа рассмотрены на примере одномерных нестационарных течений газа разностная схема С. К. Годунова и двухшаговая схема с использованием процедуры сглаживания, которые нашли применение при расчете течений газа в соплах (см. 2.5, 2.6). [c.89]

Линейная теория для нестационарных течений газа в сопле [c.143]

ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В СОПЛАХ [c.193]

Нестационарные течения газа в соплах [c.242]

НЕСТАЦИОНАРНЫЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА В СОПЛАХ [c.243]

Рассмотрим теперь более подробно процесс запуска конического сопла (рис. 5.25, б). Пусть г/ = /(ж) — уравнеиие контура сопла. Параметры удобно считать безразмерными . линейные размеры отнесем к — радиусу критического сечения сопла, скорость — к а , плотность—к р , где а = (7 > /p ), р , р — скорость звука, плотность и давление в критическом сечении сопла для стационарного одномерного течения. Предполагается, что первоначально сопло отделено диафрагмой от ресивера, где газ имеет параметры ро, То. В сопле газ покоится и имеет параметры р = ра, р = Рн. В момент времени = О диафрагма разрывается, что вызывает нестационарный процесс истечения газа. Параметры газа в ресивере поддерживаются постоянными при >0, поэтому со временем течение должно установиться. Одномерное нестационарное течение газа в сопле описывается системой уравнений в дивергентном виде, которые следуют из законов сохранения импульса, массы и энергии [c.244]

Остановимся более подробно на классе задач, характеризуемом сильной уровневой неравновесностью, приводящей в ряде случаев к эффекту инверсии населенностей и усилению вынужденного излучения. Будем называть этот класс задач задачами лазерной газодинамики. На возможность существования эффекта инверсии населенностей при быстром расширении или нагревании газа было указано впервые в работах [40, 41]. В связи с созданием газодинамических лазеров (ГДЛ) на основе СОг проводились подробные исследования сверхзвуковых течений смесей многоатомных газов в соплах [42]. Однако и другие газодинамические течения обладают лазерными свойствами. Так, было показано, что эффект инверсии населенностей имеет место за ударными волнами [43, 45], в ударных и энтропийных слоях при обтекании тел [44, 45], в течениях расширения Прандтля — Майера при развороте потока около обтекаемых тел [45], в нестационарных течениях сжатия [45] и расширения за взрывными волнами [46]. [c.123]

До появления ЭВМ асимптотические методы служили основным инструментом исследования течений в соплах. Эти методы являются важными и в настоящее время и позволяют, с одной стороны, оценпть точность численных расчетов, если доказана сходимость, а с другой стороны — построить решенпе вблизи особых точек, которые зачастую трудно рассчитать чпсленпыми методами. Наконец, асимптотические методы в некоторых случаях позволяют получать достаточно достоверную качественную и даже количественную информацию о течении. Ниже представлены следующие основные асимптотические методы теории сопла метод источников и стоков, решение обратной задачи теории сопла для несжимаемой жидкости, разложение в ряд по функции тока, асимптотические методы в трансзвуковой области, решение в окрестности бесконечно удаленной точки в дозвуковой области сопла, метод малых возмущений для исследования течений, близких к радиальным, линейная теория для нестационарных течений газа. [c.114]

Монография авторов Течения газа в соплах [150], изданная в 1978 г., ввиду малого тиража в настоящее время труднодоступна. Издание этой монографии в расширенном варианте па английском языке издательством Ш-прингер в 1986 г. [257] свидетельствует о возрастании интереса к данной тематике. Кроме того, в последние годы появилось много повых результатов по газовой динамике сопел, в частности но нестационарным, пространственным течениям и течениям с физико-химическими превращениями. [c.6]

Существование единственного решения следует из возможности однозначного определения его методом характеристик. Рассмотрим этот вопрос на примере одномерного нестационарного изоэнтропиче-ского течения газа в сопле. В этом случае существуют два семейства характеристик. Характеристические соотношения в форме (1.81) связывают дифференциалы скорости и скорости звука. [c.35]

Расчет нестационарного одномерного течения газа. Нестационарные течепия возникают в сопле при его запуске, при распространении по сонлу возмущений, возникающих вследствие нестационарного характера процессов, протекающих в камере сгорания, в различного рода поршневых установках и ударных трубах. Такие течепия в ряде случаев можно изучать в одномерной постановке с помощью численного метода характеристик [34, 69, 104, 226, 262]. [c.75]

Метод установления. В большинстве работ, посвященных численному решению прямой задачи теории сопла, используется метод установления (стабилизации), идея которого состоит в ис-иользованин для решения стационарной задачи нестационарных уравнений газовой динамики [152]. Для нестационарных уравнений решается краевая задача с граничными условиями, соответствующими граничным условиям стационарной задачи, не зависящим от временной координаты. Искомое стационарное решение получается как предел, к которому стремится нестационарный процесс с ростом Такой прием, повышающий на единицу размерность уравнений, тем пе менее для многих задач оправдан. К таким задачам относятся, например, задачи о течении газа в сонлах и струях, задачи обтекания тел газом, когда движение газа описывается уравнениями смешанного эллиптико-гиперболического тина. Введением временной координаты задача сводится к решению гиперболических уравнений. [c.103]

Подход, используемый в вычислительной программе SPP, заключается в расчете параметров рабочего процесса РДТТ на основе отклонений от идеальных характеристик с применением для этих целей ряда независимых моделей. В программе предусматривается расчет следующих потерь потерь в двумерном (расходящемся) двухфазном потоке, потерь, связанных с неполнотой сгорания, с использованием утопленного сопла, химико-кинетических потерь и потерь в пограничном слое. С учетом последних модификаций она включает а) подпрограмму полпостью замкнутого расчета двумерных двухфазных до- и трансзвуковых течений, б) новую модель расчета размеров частиц AI2O3, в) более реалистичную модель полноты сгорания, основанную на расчетах траекторий агломератов алюминиевых частиц, г) модель эрозии горловины сопла, основанную на точных методах расчета нестационарного нагрева материала с использованием кинетики его обугливания и кинетики эрозии графитовых вставок. Кроме того, модифицировано описание сопротивления и теплообмена газа с частицами и учтены потери, вызванные соударениями частиц со стенками сопла. [c.111]

И волну, проходящую через минимальное сечение ПВ. Проходящая волна формирует за собой сверхзвуковое течение. По мере распространения по расширяющейся части сопла интенсивность волны падает и скорость газа за ней уменьшается. Газ, прошедший через минимальное сечение, ускоряется в расширяющейся части сопла, и это является причиной возникновения обращенной волны (или волны торможения ВТ), распространяющейся навстречу движущемуся газу [12]. Между обращенной и проходящей ударными волнами возникает контактный разрыв КР. Обращенная волна со временем выносится потоком из сопла, но при определенных условиях может остановиться. При большой интенсивности первичной волны в расширяющейся части сопла возникает нестационарная волна разрежения ВР, которая может взаимодействовать с обращенной ударной волной. В результате такого взаимодействия обращенная волна будет ослабевать и может выродиться или, наоборот, волна разрежения может быть поглощена обращенной ударной волной. Таким образом, волновой пакет , проходящий через сопло, может состоять из последовательно расположенных ВТ, КР, ПВ или ВР, ВТ, КР, ПВ или ВР, КР, ПВ. Время запуска при малых интенсивностях первичной волны онределяется прохождением через сопло обращенной волны, а при больших интенсивностях — прохождением через сонло нестационарной волны разрежения. [c.243]

В работах [177, 178, 218] показано, что при подводе тепла в трансзвуковой области сопла при числе Маха, большем единицы, возможны три характерных режима течения, кроме обычного стационарного режима, описанного в предыдущем разделе. В первом режиме спонтанная конденсация приводит к повышепию давления II температуры и уменьшению числа Маха потока до единицы. В этом случае непрерывное течение может не существовать и возникает стационарный режим с ударной волной, вызванной конденсацией. Вниз по потоку от ударной волны располагается область дозвукового течения, в которой переохлаждение несколько меньше, чем перед ударной волной, но оно обеспечивает дальнейший рост образовавшихся зародышей. Режимы со стационарной ударной волной обнаружены экспериментально. Во втором, у кз нестационарном режиме течения ударная волна образуется в сверхзвуковой части сонла, перемещается сначала вверх, а затем вниз но потоку и далее затухает, затем образуется новая ударная волна и процесс периодически повторяется. В первых двух режимах течения расход газа остается неизменным, поскольку ударные волны не проходят в дозвуковую часть сопла. Наконец, при третьем режиме течения периодически образующиеся ударные волны перемещаются в дозвуковую часть сонла, теченпе становится существенно нестационарным и сопровождается нериоднческими пульсациями газодинамических параметров, а также расхода. [c.327]

Под воздействием существующего перепада давлений в сопле и за ним образуется сверхзвуковое течение. Переход от сверхзвукового течения к дозвуковому с небольшими числами Маха происходит в выхлопном диффузоре. Статическое давление за сверхзвуковой трубой равно выходному давлению ГРС, Торможение потока осуществляется в псевдоскачке, состоящем из косых и мостообразных скачков уплотнения, волн разрежения, а также периодически повторяющихся по длине псевдоскачка отрывных зонах, часто нестационарных. Скачки уплотнения являются мощным инструментом, переводящим кинетическую энергию потока в тепло. В идеальном газе полная температура потока при прохождении через скачки не изменяется. В реальных газах охлаждение за трубой отсутствует или существенно меньше того, что следует из эффекта Джоуля - Томсона. При появлении нестационарной системы скачков уплотнения газ может подогреваться, т, е, его полная температура повышается [2]. [c.25]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология