Дейч М.Е. - Техническая газовая динамика

Во втором, переработанном издании книги рассматрнваются основныс задачи движения газов с большими скоростями. В первой части книги, состоящей нз пяти глав, излагается общая теория одномерных н плоских течений. Материалы последующих глав являются прнкладнымн. В ннх последовательно рассматривается двнжснне газа в соплах, днффузорах, эжекторах, решетках н ступенях турбомашнн. Книга представляет собой учебное пособие по курсу основ газовой динамики для тепдотехннческнх спепнальностей энергетических н погнтехннческнх ннстнтутов. Книга может быть полезной для инженерных н научных работников лабораторий н конструкторских бюро заводов. 6П2.2 Дейч Михаил Ефимович Д 27 Техническая газодянамика.

Изд. 2-с, переработ. М.— Л, Госэнергонздат, 1961 с черт. н нлл. Йсзгдп разЬао)с РедактоР Б. Я. Шумннквй Техн. редакгпр А. М. Фридннл Сдвно в набор 2!1УП! !95! г. Подписано к печвтк 12!Хи !951 г. Т.!2№! БУМаГа 84К!ОЗЧи 54,44 ПЕЧ. Л. + 2 ВКЛВ5КН. УЧ.-НВД. Л. 55,4 Тнрвж !2000 вкв. Заказ 555 Цезв в переплете № 7 в ! р. 91 к. в переплете № 5 в ! р, 97 к. ТнппгрвФнн Гпсзнерговвдвтв. Москве, Шлюзовав нвб., 1О. ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВГОРОЫ07 ИЗДАНИЮ За 8 лет, прошедшие с момента первого издания настоящей книги, различные разделы газовой динамики развивались весьма интенсивно.

Значительные успехи достигнуты в решении ряда важнейших газодинамических задач в области ракетной техники, авиации, внутренней и внешней баллистики, промышленной аэродинамики. Прочное место методы газовой динамики заняли в теплоэнергетике. В связи с необходимостью повышения экономичности паровых и газовых турбин и компрессоров широким фронтом развернуты работы в области газодинамики проточной части турбомашин. Вместе с тем за истекший период накоплен дополнительный опыт преподавания ряда разделов газодинамики в энергетических и политехнических вузах.

Указанные обстоятельства послужили основанием для существенной переработки книги. Все главы книги, за исключением гл. 4, подверглись методической переработке, в их содержание внесены существенные изменения, некоторые главы написаны заново. Теория одномерного изоэнтропического движения выделена в самостоятельную главу и дополнена 1гл. 2). Гл. 3 1теория плоского течения идеальной сжимаемой жидкости), дополнена более подробным изложением приближенных методов учета влияния сжимаемости в дозвуковых течениях. В нее включен метод расчета криволинейных каналов. Гл. 5 — Г0 написаны практически заново. В связи с большой практической важностью методов расчета потерь на трение в различных аппаратах в гл.

5 даны новое изложение теории пограничного слоя при градиентном течении и результаты опытного исследования ламинарного и турбулентного слоев при больших скоростях, В этой главе добавлены также параграфы, посвященные вопросам газодинамического подобия, сопротивлению плохо обтекаемь1х тел, движению в трубах и криволинейных каналах, Гл. 6 дает представление о расчеге конфузорных потоков в соплах.

В связи с изданием нами специализированной книги, а также с целью сокращения теория лабиринтовых уплотнений во втором издании не излагается. Методика расчета сопел на переменных режимах уточнена и развита. Теория и методы расчета диффузоров и эжекторов выделены в самостоятельную главу — гл. 7. Все параграфы этой главы составлены по данным исследований, проведенных в МЭИ и других инстйтутах в последние годы.

В гл. 7 особое внимание уделено выхлопным патрубкам турбомашин. Гл. 8 написана по результатам теоретических и экспериментальных исследований решеток, полученным в период 1954 †19 гг. Все опытные данные в этой главе обновлены. В гл. 9 во втором издании выделены вопросы движения газа в ступени турбомашины. Здесь изложены новые методы расчета пространственного потока газа в ступеьи и некоторые результаты экспериментов, полученные в последнее время. Вопросы переменного режима ступени, широко освещенные в специальной литературе, опущены в настоящем издании.

В гл. 1О отражены некоторые новые результаты, достигнутые в области методов экспериментального исследования проточной части турбомашин. Однако в связи с ограниченным объемом книги эта глава представлена в сокращенном виде. В отличие от первого издания сделана попытка анализа течений реального газа 1гл. 2 — 4). При переработке книги были учтены замечания, изложенные в опубликованных рецензиях на книгу, а также сообщенные автору лицами, пользовавшимися первым изда. нием в своей работе.

Все содержание книги, предназначенной в качестве учебного пособия по курсу гидрогазодинамики, пересмотрено в соответствии с изменениями в учебных планах по теплоэнергетическим специальностям, а также с учетом личного опыта преподавания курса. Изложение отдельных вопросов упрощено и уточнено, исправлены допущенные в первом издании ошибки и опечатки. В книге излагаются результаты исследований, получен. ные в СССР и за рубежом. Значительную часть приводимых материалов составляют результаты работ, выполнен- иых сотрудниками лафсдры пароьыл и газовых турбин МЭИ и, в частности, автором.

1!ри подготовке второго издания автор стремился сохранить общук> направленность книги, ориентированной на изучение основных проблем аэродинамики проточной части турбомашин. В работе над вторым изданием автору была оказана существенная помощь сотрудниками кафедры паровых и газовых турбин МЭИ. Гл.

5 написана совместно с Л. Е. Зарянкиным, гл. 8 составлена при участии А. В. Губарева, гл. 10 написана совместно с Ф. В. Казннцевым. Лвтору была оказана помощь сотрудниками кафедры паровых и газовых турбин МЭИ, инженерами Г, А. Филипповым, А. В. Робожевым, В. Г. Филипповой и доц. А. Н. Шерстюком. При рецензировании и редактировании книги важные замечания были сделаны докт. техн. наук, проф. С.

Ф. Абрамовичем и канд. техн. наук, доц. Б. Я. Шумяцким. Указанным лицам, а также коллективу кафедры и лаборатории паровых и га.овых турбин МЭИ автор выражает глубок, ю благодар~ ость. СОДЕРЖАНИЕ Предисловие ко второму изданию............ ° ° 3 Глава первая Основные понятия и уравнения газовой динамика 1-1.

Параметры течения 9 1.2. Некоторые основные понятия аэрогидромсхзпикн..., .. 12 1-3. Уравнение неразрывности . 23 1-4. Уравнения количества движения.........., ., 29 1-5. Уравнения движения в гидромеханической форме. Уравнения И. С. Громеко......,....... 32 Глава вторая Одномерное движение газа 2-1, Основные уравнения одномерного течения. Скорость звука 38 2-2.

Различные формы уравнения энергии .. .. . . .. . . . 44 2-3, Параметры течения в пронзвольнои сечении трубки тока . . 47 2-4. Изменение скорости вдоль трубки тока. Приведенный расход газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2-5. Некоторые газодинамические функции одномерного адиабатического потока . . ., .. . ,, , , .. .. , .. . . 60 2-6, Особенности расчета одномерного потока реального газа .

. 67 Глава третья Плоское движение газа прн постоянной энтропии 3-1. Потенциальное движение жидкости............ 69 3.2. Коэффициенты давления. Критическое число М...... 77 3-3. Учет влияния сжнмаемостн по методу малых возмущений .. 81 3-4. Теорема Н. Е.

Жуковского . .. . .. . . . .. . . 94 3-5 Плоское дозвуковое потенциальное течение газа в криволинейных каналах З-б Плоский сверхзвуковой поток . 3-7. Диаграмма характеристик . 38. Пересечение и отражение волн разрежения . Глава четвертая Скачки уплотнения 4-1. Образование скачков уплотнения . 4-2. Уравнения косого скачка . 4-3. Ударная поляра . 4-4.

Изменение энтропии в скачке 4-5. Потери в скачках уплотнения. Построение грамме 1-в. Скачки уплотнения в реальном 4-6. Пересечение скачков 129 132 145 151 процесса в диагазе . . . . . 154 162 167 175 178 181 187 4-7. Ступенчатое торможение потока . 4-8.

Отрзжеиие скачков . 4-9. Взаимодеиствие скачка и волны разрежении . 4-10. Конические скачки уплотнения . 4-Н. Скачки конденсации (тепловые скачки) . . . . Глава лтьтая Движение газа прн наличии трения 5-1. Темперзтура торможения в вязкой жидкости....... !97 5-2. Условия газодинзмического подобия ....,.....

203 5-3. Одномерное течение газа при на личин трения. Основные уравнения . 208 5-4. Движение газа в цилиндрической трубе ... ..., .. 2!1 5-5. Потери на трение в цилиндрической трубе (опытные данные) 217 5-6. Пограинчный слой. Основные понятия и уравнения .. . . 229 5-7. Условные толщины и интегральное соотношение для пограничного слои . 235 5-8.

Общее выражение для коэффициента сопротивления трения в пограничном слое при наличии градиента давления . . . 240 5-9. Расчет ламинарного пограничного слоя прн наличии градиента давления 244 5-10. Переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный .. 247 5-1!. Рзсчет турбулентного пограничного слоя . . . , .. .

., 253 5-12. Пограничный слой при больших скоростях. Экспериментальные данные . 262 5-13. Сопротивление тел при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях 279 5-14. Сопротивление плохо обтекаемых тел в потоке газа,, 287 5-!5. Движение газа в криволинейных каналах......, .. 298 5-!6. Вращающиеся потоки вязкого газа..........., ЗОо Глава глвстая Истечение газа нз суживающихся сопел н отверстий.

Сопла Лаваля 6-1. Суживающиеся сопла . 312 6-2. Суживающееся сопло при переменном режиме....... 3!б 6-3, Истечение газа из отверстия с острой кромкой. Второе критическое отношение давлений . 330 6-4. Расчет сверхзвукового сопла . 339 6-5. Плоское сопло Лаваля при нерасчетиых условиях,.... 347 6.6.

Конические сопла Лаваля в нерасчетных условиях. Реактивная сила . 367 6-7. Сверхзвуковое сопло с косым срезом........., . 378 Глава седьмая Движение газа а днффузорах. Ступень эжеитора 7-!. Основные характеристики и расчет диффузоров . .. . .. 382 7-2. Дозвуковые диффузоры 392 7-3. Выхлопные патрубки турбомашин . .

. .. . . .. . . 40! 7.4. Сверхзвуковые диффузоры................ 409 7.5. Ступень эжектора................... 421 7-6. Ступень эжектора при переменных режимах; предельный режим . 430 7-7. Выбор геометрических параметров ступени эжектора . . .. 443 Глава восьмая Течение газа через решетки турбомашин 8-1 Геометрические и газодниимнческне параметры решеток. Особенности потока в решетках ...,..... 449 8-2 Расчет потеицналышго потока в ршпетках но теории канала 460 8-3. Силы, денствуюшие на проб)нль в реш'тке Теорема Н.

Е. Жуковского для решетка ...,...... 464 8-4. Классификация потерь и основные характеристики решеток 470 8-5 Пограничный слой н потери на треяне в решетках.... 476 8-6. Кромочные потери в решетках..... „. 486 8-7. Некоторые результаты экспериментального исследования плоских решеток прл дозвуковых скоростях . 497 8-8 Пространственный поток газа в решетках Концевые потери н способы их уменьшенчя . 506 8 9, Методика расчета нонцевых потерь в решетках . .