Г.В. Липман, А. Рошко - Элементы газовой динамики (1161618), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Обвар средств экспериментальноео исследования 175 другого типа. Мы дадим теперь очень краткое описание наиболее важных из этих аэродинамических труб других типов. В Незамкнутые трубы характерны тем, что в них нет контура обратного движения. Воздух просто. выбрасывается в атмосферу. Выбор установки такого типа может быть продиктован особенностями используемой мощности или отсутствием места для размещения контура обратного движения. Недостаток ее связан с проблемой осушения, так как приходится непрерывно осушать вновь поступающие массы воздуха. 2. Азродинамическая труба индуктивного действия может применяться в тех случаях, когда есть возможность использовать сравнительно небольшую массу воздуха при очень высоком давлении.
При индуктивном методе запуска в трубу несколько ниже по потоку от диффузора направляется струя большой скорости, которая увлекает за собой неподвижный воздух и создает таким образом поток. Преимущество такой трубы состоит в том, что компрессор не воздействует непосредственно на поток, так что не нужно добиваться точного согласования характеристик компрессора и трубы.
3. Трубы кратковременного действия или трубы с нагнетанием и продувом работают за счет запаса воздуха в каком-либо резервуаре. Запуск осуществляется с помощью быстро открываемого клапана и течение продолжается лишь до тех пор, пока давление в резервуаре не снизится до величины, соответствующей минимальному рабочему отношению давлений. Преимуществом такой установки является ее экономичность, так как требуемая мощность, если ее сравнить с соответствующими значениями для труб непрерывного действия, оказывается очень малой.
Эта мощность определяется временем, которое отводится на наполнение резервуара в промежутке между циклами работы, и продолжительностью самого цикла. Указанные два фактора определяют собой в сущности недостатки трубы кратковременного действия. Ввиду небольшой продолжительности цикла работы могут потребоваться специальные приборы для получения и записи данных опыта, а наличие интервалов между циклами уменьшает время полезного действия трубы, если только эти интервалы не могут быть использованы, например, для смены моделей и т.
п. Тем не менее благодаря своей экономичности трубы кратковременного действия имеют широкое применение; в то же время они дают удовлетворительные результаты. 4 Вакуумные трубы кратковременного действия характеризуются использованием устанавливаемой за диффузором вакуумной сферы, заменяющей сосуд высокого давления перед форкамеРой..Подача воздуха в такую трубу производится непосредственно из атмосферы. Ее преимущество перед трубой с нагнетанием состоит в том, что можно получить большие значения отношения давлений, не йодвергая при этом резервуар давлению, превышающему одну атмосферу. Кроме того, параметры торможения в форкамере 176 Гл.
5. Течения в еопявх остаются в течение всего цикла постоянными и соответствуют атмосферным условиям. Правда, такое положение может быть достигнуто и в трубе с нагнетанием за счет использования клапана постоянного давления. Числа Рейнольдса в рабочей части вакуумной трубы оказываются более низкими. 5. Трубы со свободной струей непрерывного или кратковременного действия имеют открытую рабочую часть, расположенную между концом сопла и диффузором.
Такая конструкция позволяет получить свободный доступ к рабочей части, однако никакими другими преимуществами не обладает и требует более высокого отношения давлений. Хотя основным средством аэродинамических экспериментов и исследований остается аэродинамическая труба, но существуют и другие методы, не связанные с ее использованием. Некоторые из этих методов прйобретают в последнее время все большее значение в связи с часто возникающей необходимостью моделирования предельных условий.
Укажем на следующие средства исследования. Ударная труба может применяться в качестве аэродинамической трубы кратковременного действия, если использовать однородный поток за распространяющейся вперед ударной волной или за поверхностью контактного разрыва. Число Маха за ударной волной в обычной трубе возрастает лишь до известного предела, но этот предел может быть увеличен, если дать возможность потоку расширяться в сверхзвуковом сопле. Наиболее привлекательной чертой этого метода является то, что достигаемые здесь температуры торможения могут быть значительно выше, чем в обычных сверхзвуковых и гиперзвуковых трубах, и условия в рабочей части приближаются к тем, которые имеют место в свободном полете.
Проблемы, связанные с выбором приборов для измерений, аналогичны этим проблемам для случая труб кратковременного действия, однако значительно более сложны вследствие меньшей продолжительности цикла. Другой метод получения требуемых данных дают эксперименты в свободном полете. Запуск моделей может осуществляться с помощью какого-либо специального устройства наподобие ракеты или же путем простого сбрасывания с самолета.
Получение данных обеспечивается или за счет наблюдений с земли, или с помощью установленного внутри модели прибора — самописца, или путем телеизмерений сигналов, посылаемых заключенным внутри модели передатчиком. Испышанпя на полигоне представляют собой те же эксперименты в свободном полете, но в более точно контролируемых условиях. Данные о полете модели, выстреливаемой из пушки, получаются с помощью расставленных вдоль дистанции фотоустановок или фиксируются на картонах, пробиваемых моделью во время ее полета.
Глава б МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ 6.1. Введение В этой главе дается обзор методов измерения параметров потока сжимаемой жидкости. Разумеется, этот обзор не может охватить все варианты измерений; здесь рассматриваются, причем весьма кратко, лишь наиболее разработанные методы. Анализ этих методов ведется преимущественно с точки зрения наблюдателя, работающего с аэродинамической трубой; впрочем, многие методы могут применяться — непосредственно или после некоторых видоизменений — для проведения измерений в полете.
6.2. Статическое давление Давление на такой аэродинамической поверхности, как стенка аэродинамической трубы или поверхность профиля, может измеряться с помощью небольшого отверстия, просверленного по нормали (или почти по нормали) к поверхности и соединенного с манометром или другим измерительным прибором (фиг. 65,а).
Чтобы не создавать местного возмущения потока, отверстие должно быть малым и не иметь недостатков обработки (вроде заусенцев). Правило, гарайтирующее наличие требуемых свойств, гласит, что диаметр отверстия должен быть малым (порядка '/в) по сравнению с толщиной пограничного слоя, если только его величина не лимитируется какими-либо другими факторами, например кривизной поверхности или необходимостью определения составляющих градиента давления. Обычно используемые диаметры находятся в диапазоне между 0,01 дюйма для малых моделей и 0,1 дюйма для больших установок. Тот же принцип применяется и для измерения статического давления во внутренних точках потока. С этой целью в поток вводится насадок стаслпческого давления (фиг.
65,6), имеющий измерительное отверстие. Для того чтобы по возможности меньше возмущать поток, насадок должен быть тонким и должен быть установлен параллельно скорости потока в данной точке. В области, примыкающей к носку насадка, поток будет возмущен при любых условиях, так что отверстие следует располагать на некотором удалений 12 аово Гл. б. Мелюды ивдмреяий 178 от „зоны влияния носка" (10 — 15 диаметров от последнего). Точка, в которой производятся измерения, располагается не около носка, Кмаялметру .Ь а Ф и г.
65. Измерение статического давления. с — отверстие для венереввя давлеввя на псверхвеств; Š— васккщ статического хо Проеюсяв ср ае аг -аг о аг о» ав ай со л/е Ф и г, 66. Измерение давления на поверхности с помощью насадков статического давления по Уилмарту 1%111щ а г1й %.
%., 1. Аегелал1. 8с1., го (1953), 4381. е — стека устройства е васадвакв прнневвтельне к врейщпс е стнссвтельнсй телщввей в 3 тк Š— греевкв рющредюгевня давлеюгй, пелучеввке е помощью насадксв в с помощью щп.'ерферегракк. а около отверстия. Уменьшение влияния скоса потока достигается за счет использования нескольких отверстий, располагающихся по окружности сечения и открывающихся в общий отвод к мано- 179 В.з. Статическое впадение метру, так что измеряется осредненное значение давления.
Но и при наличии таких предохранительных мер обычно не допускается 112 Иь в о г в г о в 8енок оо ооотоау Вниз оо потеете Росоттооние ого скачко, еы Ф и г. 67. Влияние пограничного слоя насадка на измерения статического давления при переходе через скачок уплотнения; В=За, М,=1,354. Заимствовано иа работы Липмана Раино и Двавана (Ы с р ш а п в, и санно, п заман, ов тспмв1сп се апаса матса йст ьоппеатт ~атме, Наса Иар.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
