Г.В. Липман, А. Рошко - Элементы газовой динамики (1161618), страница 27
Текст из файла (страница 27)
х 2,5, Вес ж[,0 10) [по Хеппе (ОЛЬОтт 105уп; Π— угол сужеввя входного участка я) 15', диаметр рабочей части ° 5 — угол сужения входного участка ж[5', дваметр рабочей части 1, цвлвндрвческая горловвва ддявоа 10,УЬ, вес ж 2 10) [по Неаману в Лмстверку (М1Т 1959, 1951)]; И вЂ” угол сужеввя входного участка )о 10, сеченве Рабочей части 1,25* х 1,25, цжпждрвческая горлоавва дпнвоа б,бв, Вео ж 2 10' [йо Неамаву в Лм т рку (М[т '1919, 19Ы)].
При современном уровне знаний рассмотреть зти виды воздействия теоретически и сконструировать на основе такого рассмотрения оптимальный (реальный) диффузор не представляется возможным. На фиг. 61а, 61б, 61в приводятся некоторые зкспериментальные данные, собранные Лукасевнчем'). Фиг. 61а показывает взятые из наблюдений минимальные значения площади сечения второй горловины при запуске потока. Они хорошо согласуются с „теоретическим" результатом, получаемым из формулы (5.5а), однако оказывается, что при достаточно больших числах Маха площадь сечения в пусковой период может быть меньше, чем определяемая по формуле. На фиг.
616 приводятся значения отношения )., ). ее ья(,2)О)3),6))ру й ) Вол[ Л у к а с е в и ч дж., сб. Механика, Уа 5 (1954), 59. Ие — 20 Гл. Я. Течения в соплах 164 давлений А, соответствующие минимальной площади сечения при запуске. Таким образом, эти данные определяют собой также оптимальное рабочее отношение давлений для диффузоров Ф и г.
6[6. Отношение давлений в иерегулируемых диффуаорах. Π— угол сужения входного участка жвь сечевне рабочей частя 7,1' х х 7,1', кев ж 1,0 [ое [по днггннсу (ноь нАТОко 1951)]; и — угол суження входного участка ж9' сечевне рабочей части 4,7'х 4,7, Кео ж 3 104 [по Вегенеру н лообу (9]оь нАуоко 1952)]; А — угол сужения вход- НОГО УЧаства ж20Ь СЕЧЕНИЕ РабОЧЕЙ Чаетн 2 Н 2,5, Ков ж 1,0 10' [ПО Хоппе (ОАЬСХТ 1947)]; Π— угол сужения входйого участка ж 15Ь днаметр Рабочей часта 1, Кев ж 2 10'[по Нейману н Люстверну (МХТ 1949, 1951Н; ° — угол сужевня входного участка ж 15д диаметр Рабочей части 1, ЦнлнвДРнчеснаа говловнва 10,7О, Кео ж 2 10г [по невмаву н люстверну (мхт 19ш, 195О]: ° — тгол стжевня входного участка ж10', сечение рабочей чаогн 1,25* и 1,25, цнлннповчесная говловнна длиной 0 0ХЬ Ке» ж 2 ° [се [по Нейману и Люстверну (МХТ 1949, 1951)].
с фиксированной горловиной, имеющей площадь сечения, достаточно. большую для возможности осуществления запуска. Если горловина диффузора является регулируемой, так что площадь сечения второй горловины может быть уменьшена после запуска, то имеется возможность улучшить восстановление давления. Минимальной площадью является тогда та, при которой течение разрушается вследствие невозможности пройустить через ф.у. Хараквжрисжики реольнмд диффуаорое 365 горловину весь поток массы. Оптимальное восстановление давления получается обычно при площади сечения, несколько превы- 66 г У Ф и г. 6) в. Оптимальное отношение давлений в диффузорах с регулируемойДгорловиной.
Ф вЂ” угол сужения входного участка ж6' сечение рабочей части 2,1 Х 2,1*, ВЕЕ ж 1,0 ° (ее [ПО ЛИГГИНСУ (ИПЬ Иауепв 1961)); С) — угол сужения входного участка ж 13' сечение Рабочей часта а,т х а,т, Нес ж 3 . ПИ [по ВегенерУ и Лообу (ИОЬ ИЛУОВП 1962ьч с — угол сужения входного участка ж23, сечение рабочей части 2 х 2,6, все ж 1,3 ° 10' [по хоппе (ааьс[т 1912)); т — угол сужейия входного участка ж 18', сечение рабочей части 11* х !1* цюппжрическая горловина длпвой 3П, Нее от 0,3 ° 10е ло 2,0 1[[а [по вертраку (илсл шеогв и[ — угол сужения входного Участка ж 20; сечение Рабочей части 1,3" х 1,3 Нилюгпрвческея горловина данной [ов, нео ж 0,2 ° 10' [по ~нависну н Люстверку (И[т 1961)Ь' Гя.
5. Течения в сяляах 166 шающей ту, при которой поток разрушается. Некоторые экспериментальные данные, касающиеся оптимального восстановления давления, приводятся на фиг. 61в. Линия с обозначением „прямой скачок при чр „" соответствует восстановлению давления с помощью прямого скачка в горловине, суженной до теоретически найденной пусковой пропорции. Анализ различных вариантов диффузора можно найти в вышеуказанной статье Лукасевича.
6.8. Отношение давлений в аэродинамической трубе . На фиг. 61а и 61в приводятся графики изменения отношения давлений в диффузоре. Во всех практически важных случаях это и есть то отношение давлений в аэродинамической трубе, которое должна обеспечивать компрессорная установка. Потери давления при поворотах, во вспомогательных каналах, в холодильниках и т. д.
могут быть включены в характеристики компрессора (п. 5.11). Пожалуй, наиболее важным из неизвестных видов воздействия является интерференционное воздействие модели. Модель может оказать сильное влияние на эффективность диффузора за счет воздействия ее вихревой пелены на пограничные слои у боковых стенок и на эффективную геометрию диффузора. Это интерференционное воздействие не обязательно будет полезным и может серьезно уменьшить степень восстановления давления. Некоторые примеры такого воздействия приводятся на фиг. 61в.
Конфигурации моделей могут быть самыми разнообразными, а предугадать характер их воздействия не так уж легко, вследствие чего при оценке этого воздействия необходимо давать „припуск". Если горловина диффузора является регулируемой, то можно работать при оптимальных отношениях давлений, соответствующих графику на фиг. 61в. Тем не менее компрессор должен обеспечивать возможность создания отношений давления, соответствующих фиг. 616 и являющихся минимальными при запуске.
После запуска площадь сечения горловины диффузора может быть уменьшена вплоть до оптимального рабочего значения; соответствующее снижение отношения давлений может быть весьма существенным для зкономии энергии в больших установках. 5.9. Сверхзвуковые аэродинамические трубы На фиг.
62 приводится типичная схема устройства замкнутой сверхзвуковой аэродинамической трубы непрерывного действия. Она имеет следующие основные элементы. 5.9. Сееркэеукоеые аэродинамические трубы 167 1. Форкамера представляет собой часть установки, обладающую наибольшей площадью сечения. Скорость в ней настолько мала, что там предполагаются осуществленными условия торможения (параметры ро, д„То). 2. Суживающаяся часть, идущая от форкамеры к горловине, должна иметь такую форму, чтобы движение воздуха в ней равномерно ускорялось. Для зтого требуется, чтобы стенки имели Колавий Фиг.
62. Типичная схема замкнутой ввродннамнческой трубы непрерывного действия. плавное искривление, обеспечивая тем самым монотонное уменьшение давления. Чтобы предотвратить возможность отрыва, нужно следить, чтобы ни в одной точке не было отрицательного градиента давления. Длина суживающейся части не оказывает существенного влияния на толщину пограничного слоя в горловине.
3. Сверхзвуковое сопла, расширяясь, разгоняет поток от звуковой скорости у горловины до сверхзвуковой скорости в рабочей части. При заданном числе Маха отношение площади сечения Рабочей части к площади сечения горловины должно иметь величину, определяемую формулой (5.2), но, кроме того, вопло должно иметь правильно подобранную' форму, обеспечивающую наличие однородного безударного потока в рабочей части. Методы построения формы сопла разбираются в гл. 12. Для изменения формы сопла, а следовательно, и числаеМаха можно использовать смену Гл. Э.
Течения в соплах колодок сопла (фиг. 62). В некоторых трубах применяются низменяемые сопла", позволяющие производить быстрое и плавное регулирование чйсла Маха. В большинстве случаев стенками изменяемого сопла служат стальные пластины, которые могут подвергаться упругим деформациям с целью получения требуемых контуров стенки. 4. Рабочая часть примерно постоянного сечения (некоторое изменение площади по длине необходимо для компенсации утолщения пограничного слоя) служит для размещения державки модели, измерительных насадков и т. д.
В ней делаются обычно окна из высококачественного стекла для оптических наблюдений модели и потока. 5. Диффуэор, о котором уже шла речь в предшествующих пунктах, замедляет поток и вводит его в контур обратного движения. 6. Компрессор заново сжимает поток, повышая его давление до давления в форкамере р„а температуру — до величины Т,. 7. Холодильник понижает температуру до ее значения в форкамере, Т„оставляя давление практически неизменным, со значением р . 8. Осушитель устанавливается так, чтобы через него во время цикла проходила небольшая часть воздуха, которая при этом осушается.
Это необходимо для предотвращения возможности конденсации водяных паров при низкой температуре в рабочей части. В большинстве осушителей применяются несколько слоев безводного материала такого типа, как алюмагель или силикагель, над которыми циркулирует отводимый сюда воздух. Если вся труба заполняется сухим воздухом, то осушитель должен удалять лишь влагу, попадающую туда за счет просачивания извне. В случае незамкнутой трубы осушитель должен оказаться способным высушить осю массу проходящего через трубу воздуха.
В гиперзвуковой аэродинамической трубе может оказаться необходимым, кроме того, осуществлять подогрев воздуха в форкамере, с тем чтобы поддерживать достаточно высокую температуру Т, и предотвратить возможность конденсации компонент воздуха (в первую очередь азота) в рабочей части. 5.10. Характеристики аэродинамической трубы Поток в замкнутой аэродинамической трубе (фиг. 62) представляет собой систему, находящуюся в стационарном состоянии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
