Пилипенко В.В. - Гидрогазодинамика технических систем (1062127), страница 20
Текст из файла (страница 20)
Для расчета тепловых потоков на тела различной формы, помещенных в нерасчетную струю, кспохьзовзна, полученная в работе Л),универсальная зависимость числа Стэнтона Я*у„, /ф~ ~~ ~'.~ - l~ / от параметра разреженности (5) .им~ ~'~ г г где 2, — - парзьютр Чапмэна - Рубезина; '. фЛ'~~:~Г. У В экспериментах измерялись тепловые потоки на цилиндрический торец, располокенный вдоль оси струи.
В случае, если цилиндрический торец повернут на угол г или смещен от осн так, что угол педеныя линий тока в центре торца равен у, то, как показывают зкспериыентальыые денные для переходной области течения, тепловые потоки на элемент торца удовлетворительно согласуются с формулой (7) Л. =К~~ ° аму лУ 124 Бходяшие в;6) величины осределяшт по оя по местным параметрам поля струн мокко воспользоваться танке более обземь зэюш вырелевнямн лля коэфршшентов тепл<шередачн в пе)шхолной области течевжя теченвя, полученных в доте (97 на основании экспериментальных исследоьэнкй ледоээнкй па раэлнчных юделях в аэродинамической трубе в шираком дшвпвзоне ра е расчетньи пашштр~в. Суммарные силовые к тепловые потоки ва тела различной формы заходятся внтег)шровавыем вырааеншй (Э), (7) по обтекаемой позерхвсотк '~~ 4 '>' ~ > ' > у~"~~ (в) I УУ !Л.
л9', (9) где .4 - площадь обтекаемой ваверхнооти. Границы внтегрхрованкя в (6), (9) находятоя из условия (10) голу л >» гт. Здесь г - еднпычный радкус-вектор прямой, соединяшцей центр срезе сопла с елементарной плшэадной лш на теле; ш - едвначная нормаль к юЖ Представленный акгоритм был реализован в виде стандартной ФОРТРлП-прогревы для ЭВМ БЭСМ-6 ° позволяхшей рассчктывать силовые и тепловые харвктернстнкн тел слозшой геоэштрыческой йормы.
Отдель-' ные элементы тела задаются набором поверхностей второго порядка Г. >7 где l = 1... Ф' — чксло элементм, вппроксиыырухщнх слокное тело. Программа состевлена в виде отдельных блоков и процедур,позволяэщея кнтег)ирсзать выражения (5), (8), (9) с учетоы взашыного затенения элементов тела относительно струн. Подробно аигорктм интегрированна по поверхностк слезного теда с учетом затенения п)шыеэнтельно к расчету азролнниическых характернстшк в гнперзвуковом сзободномолекулярном потоке саксен в работах ДО, 1У. Отличительной особенностью денного алгоритма является то, что па)шллельный ноток эвзвнен конкческвм с верэнной, лежащей в центре среза сопла. О помощью упомянутой ваше программы были проведены серийные расчеты вэродннвьшческкх и тепловых характеристик различных тел.В качестве пршыера на ршс.2 представлены результаты расчетов осевой свлм, дейстзуэщей на эатупленный конус с углом полураотвора )) = 7 прн о 125 КГ' в Ю ,М бс Рис.2.
. р у() « « у уу га уп ««; Рис.3. его различных полонениях относительно струи азота, астекаацей из сопла с диаметром критического сечения Ф„, = 2,5 мз, пслууглом раствора У = 10 к числом е' на срезе кя = 5 в среду с давлением окрувехмего газа Ф ° л Р «10 . Нри этом парвмет)и струи определялись по заводике, описанной в работе А/. Здесь ке нзн " евы экспериментальные рззультаты (точки и треугольники), получзшпе в г . пульсной аэродинэьмчесной устзнсвке с криогенной откачкой !127. Но осн абсцисс отлонено безразмерное расстояние модели до среза сослэ (ось « направлена по оси струи). Кривые 1,2 и экспррзментвльные результаты (точки и треугольники) получены для двух полонений конуса относительно осн струи (у(о' = 6 и уд~ = 10 соответственно).Конус располагается острием навстречу потоку (м =х ).Сплошная линия соответствует расчетам по приведен ой выие методике, пунктирная- по формуле (2).
Сравяение показывает удовлетворительное.согласование ввкву расчетом и экспериьвнтазьными данными. На рис.3 дэны результаты расчетов безразмерных тепловых потоков на поверхность того ве конуса прн = О. Кривые 1,2,3 получены для следупвих полонений коыуса относительно оси струн; у«~' = 4, ~/ф = б, у/~~ = 10 ооответственно. Местные тепловые потоки определялись по формуле (9) о помоиьв квюратичной интерполяции зависимости ««от параметра Х~, пощчев" ной в работе 13/. На представленном рисунке показано влнязие учета полонения конуса стчосительно границы отруи.
Грезьс!а струи в пр'.це 139 уех первой бочки епсрсксвюроээлаоь без Учета тем о учетом гревас 1. Мурэинов И,Н. Параыетры подобия при истече расширенных струй в затопленное просттааотв~~теченкн сильно нецсхеннка лидкости и гвза, 1971, и 4, с.143™149. ' и'в Ан ссср,ме- 2. Лейтес Е.А. Распределение плотности в ц звуковой струи, истеквхщей в вакуум. - Труды Д~~ем поле сверх- 15"22. ,Вэп.
1ь72, 3. йоьегте ь. тье аатьоа ст анрегаас1с без оа а сава 1ауаг. ьэ рарег 63-30, 1963. аа ауаг. 4. Шлчгун А.И. Йсследовэние взаимодействия сверхзвуковой недораоширенной струй с затупленными телами вРмяения в сверхзвуковом потоке. — Тр. ЦА1И, 1974, вып. 1598, с.40. 5. Волчков В.В., Елйэарсв В.А., Итий П.Г. и др. Силовое и тепловое воэдей".твие струи на плоеную йреграду йрщ больпв4х нерасчетностях. - Сб.неуч.
тр. У1 Всесоюзной кснбэренцни по дневнике раэревевного газа. НовасибнРсй, Ч.2, 1930, с.126-131. 6. Басс В.П., Пяткина Л.В. Айахйэ ннлвнерннх ютодсе расчета параметров сверхзвуковой струи, истекахщей в вакуум. - В вн.: Аэсодвнвыика н нестацнона)ный теплсмассообюн. )О~ее : Неук.думка, 1982, о.
115-123. 7. Абрамовская М.Г., Басс В.П. Исоледовенне аэродинэюческих характеристик круговых конусов в Переходном Юевию сбтекания.- ученыв записки ЦАП1, 1980, 11, й 1 с.122-126. 8. Ьеяяе Н., Н-П. Воеттэвег. Аоее)ьтсн состго1 Еагаатег. р1сие т1оа аас Ьартснеаест. Ваока ст аьэтгасэе )3 тв 1аеегаа41аааь ауараетаю ос гагеттадт. Нас Суюаатое, Всчсетэтгвн, 2, )962, р, 470-472.
9. Шввлев Ю.Г. Измеаение косЩнциентов теплоотдачи в сереходвой области течейия при сверхзвуковых скоростях: - Ученые записки ЦАП4 1982, 13, й 1 с.98"101. 10. Басс Б.П., Ковтуненко В.М., Чепурной В.Н. К определению аэродинамических характеристик тел слокыой фо)иы в своэодномолекулярном потоке с учетом затенения. - Космичесвне исследования, 1974, 12, й 1, с.40"44. 11. Басс В.П. Об одном элгорнтю для комплексного исследования еэроднйвмическйх характеристик космических аппаратов.
- Космические исследовенкя на Украные. 1977, вып.11, с.П-17. 12. Сидоров С.С. К методийе экспернментальйого исследования струйных течений йрв больших нерасчетноотях с приьюнеыием ьряогенных поверхностей. - Ученые записки ЦА1И, 1980, 11, и 1, с.1Г7-121. 13. Финатьев Ю.П., Шербвков Л.А. 0 воэмоийоотй аппроксимации грэнид4 йедорасщпренной осеснмютричной струи дугой эллнпса. Ини.-4иэ. лурн.м™1969у Гу, й 4, с.737-741. УЛК 533.697. 4 Г.А.Стрельников ВЛ 46НИК НЕРА)МАЛЬНССти СТРУИ, ВЛУВАЕМНХ В СВЕРХНоВуКС)УЮ ЧАСТЬ СОПЛА ЛАВАЛЯ, НА В)ОВМУКЕНН(Е ТЕЧЕНИЕ В настоящее время еще не разработан наделный общий ютод расчета возмущенного течения сверхзвукового потока при инлекцнн (эцуэе, впрыске) в него со стенки вторичного рабочего тела, учнтыэаюЮй ьоэ- 127 возные изменення конструктивных особенностей внжектирухщих уст ройств.
Теория явления возмущеныя сверхзвукового потока далека совершенства вследствие недостаточного знания векономерностей, ва турбулентного пограничного слоя и взаимодействия потоков (ос„„ котс сверхзвукового потока газа и иэлектируемых струй). В явлении вээимодействия основного и вторичного потоков пр„,, тически не исследовался (за исключением работы 117) вопрос о з,щ, нии взэямодействия двух рядом расположенных (в одном поперечвов „ чении основного сверхзвукового потока) звуковых струй на картину возмущенного теченил, его докальнне и интегральные характерэстзщ В ращотех ИТ и ПМ СО АН СССР Л,З/ н НАГИ Д/ была исследовэч.
картина возмущенного течения при влуве двух скрещивеюцнхся струй ,- сверхзвуковой поток из отверстий в стенке эмтодом саже-масляногс цкрытня и измерением тепловых потоков. Были обнаружены линии стекания 1 и растекания 2 (рис.1,а) э высказано предположение о природе. етых линий — торможение сверхээ)- кового возвратного течения 1 у поверхности в висячей ударной зщш. 2 (сы. рис.1,б), возникновение которой может привести к отрыву всэ.. вратного течения с образованием зоны пкркуляпни и характерных лвээ( на сакеьвсляных отпечатках - стекакия 3 и растекания 4.
Обсуждаемые эксперименты на осесиьэютрнчной модели сопла Лзьм ля с несимэвтрьчным влувом газа через два рядом расположенных о. верстка, оси которых пересекаются под разными углаьм, подтэердх-; результат ИТ и ПМ СО ЬН СССР ~Т~ и позволнлн устеновить некоторэз новые закономерности возмущенного течения, не невестина ранее, э встности, уточнить кзртвну вове|щенного течения и распределение статического давления. Постановка зкспериюнта Зкспериьмнтельные исследования проводились на холодном воздухе.Конвческая модель сверхзвукового соп,а (рыс.2) иьюла дза диаьмтрально противоположных узда ввуза: одни - с радиально устеновленныэа звукозыьщ соилами, другой - с нерщэдальныьщ соплами.
углы наклона осей отверстий вдува к радиальной плоскости были иэмеренм с . точностью а 30 фотогрефмроввнием струй прн гидравлической проливке узлов ввуза. В области предполагаемого возмущенна стенка сопла драпировалась отэерстияьм дищеетром 0,5 10 э и, располагаеээмщ в продольных к поперечных сечениях с разным шагом, учитываацим возможную величнву грвлнентов изменения возмущенного давления. Возмущенное давление измерялось групповыми регист)мруюцимэ манометрами ГРМ-2 н датчиками давления типа ПТМ и Мддй-уЕ с пределе- 1Э) сн, линия растекания о татаа нотона а спппа дании стека«он Втрмд патако неетду атдерстояио Вдуаа а Гепааная ударная Воина Гаподноя ударная Ванно труя ронни стенания З Ваня П Н тЕН- апекония " Фоонтодао «асад скоюн ранил отпооаа Пинии ание йи от па В Рис.1. ми изьмреыий (по отдельвым древвлпым точкам), соответствуюцими предварительно изьмревяым (в уквзавиых точках) возщущеняым давлевиям.
сопла имели на срезе число о з,з, в сечении вдула - .е,' 2,6. Число Ае потока, определенное по дязне участка от критического сечепил до сечег я вдува, составляло величиву нтек = 4,2 11«'. Погрзяичный слой перед срывпой зоной был турбулентным. Для повышения точности измерения разаипы возмущенного давления при радизльяом и первдиальиом вдуве производились продувки моделей с одповреовквым вдувом из слвой емкости в узел с радиально и нерадиальпо устзиовлеявыми соплами и изощрением перепада давлснш (дат- 129 //эрадоальноспь /) = Уб / Я"; 4/ /" -.Ю,х;///; /у М =--Х./// м Ю Сима /)денажа Рвс. 2 чккази-перепадометреми) между сходственными точкаьш возмущенной зоны. Крою того, длл повышения точности изьшрений в интересушцих областях с малыйи гралиентачл возмущенного давления на соседние )пмнажные точки также уствневлизэлксь датчики-перепадоьштры.После дренажных испытаний проездились продувки с визувлнза/щей картины возмущенного течения методом сажеыасляного покрытия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
