Газодинанамика в одно- и двухфазных течений в реактивных двигателях (562026), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Для оценки погрешности измерения температуры торможения вводится ко- зффиииент восстановления температуры приемники г Т„Т г= Т" — Т (8.8) В общем случае значение г зависит от критериев скоростного режима М, гидравлического режима Ве, теплового режима Рг и показателя изоэнтропы Й. Для умеренных температур можно полагать г = г (М, Ве). Для повышения значения г и его стабилизации в случаях использования термопары на различных режимах их делают э~сранированными. Схема такой экранированной термопары с прососом газа, обеспечивающим измерение температуры, близкой к температуре торможения Т, показана на рис.
8.6. Горячий спай 3 помещается внутрь корпуса экрана Л. В экране имеется отверстие 1 диаметром Ы для входа потока, который тормозится внутри корпуса до Т . Потери н % тепла снижаются за счет уменьшения диаметра шарика горячего спая 3 и подводящих проводов, которые отделяются изолятором 6 от корпуса 2. С целью уменьшения инерционности терРио. 8.6.
Схема мопары в корпусе 2 имеется от- экранированной верстие 4 диаметром д << И1, термопары обеспечивающее непрерывную смену рабочего тела внутри корпуса экрана при почти полном его торможении. Для термопары с открытым спаем коэффициента восстановления г = 0,7 —: 0,9, для экранированной термопары г = 0,9 — - 0,98. Экспериментально установлено, что для экранированной термо- а = — ВТ, 2й 1+1 по вычисленному значению Х определяется скорость (4.42) к Если ранее было определено число М, то можно определить Х из формулы (4.49) и далее воспользоваться Формулами (4.41) и (4.45). Для небольших скоростей течения газа (М < 0,3) можно использовать приближение несжимаемой жидкости.
Тогда, принимая Т ь Т, определяем плотность потока по уравнению состояния (2.63) р ВТ' а затем из уравнения Бернулли ,~Я* (8.9) пары г не зависит от числа Ве, а в диапазоне чисел М < 1 практически не изменяется ~41]. 8.1.5. Определение скорости потока. Измерения статического давления р, давления торможения р и температуры торможения Т, расчет чисел М и А позволяют определить локальное (в измеряемой точке) значение скорости потока И". С этой целью рассчитывается критическая скорость звука (4.41) Рис. 8.7. Лросселънне рстроясеаа дая измерения расхода Следует отметить некоторые особенности использования и работы дроссельных устройств рассмотренных типов: — измерения давления р~ и р~ производят непосредственно на входе и выходе из устройств; эти давления подставляют в расчетные формулы (8.11) и (8.12); — для диафрагмы и сопла давление р и р~ отличаются друг от друга,а для трубки Вентури — совпадают; — течение потока в дроссельных устройствах приводит к потерям давления торможения Ьр, совпадающим с уменьшением статического давления ор.
Наибольшие потери имеет диафрагма, наименьшие — трубка Вентури; — если дроссельные устройства выполнены не в соответствии со стандартами на эти устройства, то для определения коэффициентов у и у их необходимо тарировать. В ряде случаев рабочее тело (воздух) забирается из атмосферы. Тогда известны давление торможения р = В ( — атмое о о сферное давление) и температура торможения Т = Т (Т вЂ” атмосферная температура). В этом случае для определения расхода достаточно измерить статическое давление р в некотором сечении Р устройства (рис. 8.8). Затем определяются по формуле (2.63) плотность р и расход С вЂ” по формуле (8.12), в которую подставляются значения Лр = Во — р1, Г~, р~ .
Для получения равномерного поля скоростей в измерительном сечении и уменьшения гидравлических потерь профиль устройства для забора воздуха выполняется по лемнискате. 8.2. О лазерно-оптических методах измерения газодинамических параметров Регистрация взаимодействия электромагнитной волны (света) с веществом рабочего тела (жидкости или газа) позволяет в принципе регистрировать все необходимые газодинамические параметры. А в отличие от зондовых методов, которые, как правило, регистрируют некоторые средние (по времени) значения параметров, лазерно-оптические методы позволяют регистрировать быстропротекающие и нестационарные процессы ференционный метод требует когерентного источника света, но зато позволяет достаточно точно количественно регистрировать плотность потока [42~.
Регистрация фазовой информации источника монохроматического излучения используется при определении скорости на основе доплеровского эффекта сдвига частоты движущегося объекта [42~. Регистрация вынужденного излучения (частоты) позволяет определить состав смеси газов и их температуру [42~. Следует отметить, что лазерно-оптические методы достаточно сложны, требуют дорогостоящей аппаратуры и квалифицированного персонала для ее обслуживания. Поэтому эти методы следует использовать только в тех случаях, когда другими, более простыми методами не могут быть сделаны необходимые измерения 9. МНОГОФАЗНЫЕ МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ТЕЧЕНИЯ 9.1. Основные понятия и определения Вещества рабочего тела системы различаются по фазовому и компонентпному составу.Для определения фазы и компонента вводится понятие чистого вещества.Чистпьим вещестпвом системы рабочего тела называется вещество, состоящее из одинаковых молекул и неизменное в химическом отношении.
Компонентпом системы называется химически однородная часть системы. Фазой называется физически однородная часть системы„ отделенная от других частей поверхностями раздела, в пределах которых состав и свойства остаются постоянными или изменяются непрерывно, а на поверхностях раздела — скачкообразно. Система, состоящая из нескольких фаз и нескольких компонентов, называется многофазной многокомпонентпной систпемой.
Фазы различают также по агрегатному состоянию вещества: жидкая, твердая, газообразная. Фазы, находящиеся в жидком или твердом состоянии, называют конденсированными. В многофазных системах одна из фаз бывает непрерывно распределена в объеме системы и выполняет роль несущей фазы. Такую фазу называют дисперсион- ной (например, жидкость или газ).
Фазы, дискретно распределенные в системе, называют диснерсными — например, капли, пузырьки, твердые частицы. Системы, состоящие из дисперсных фаз, называют диснерсными. Различают следующие виды дисперсных систем: — суснензии: смеси жидкостей с твердыми частицами; — эмульсии: смеси жидкостей с каплями другой жидкости; — еазввзвеси или аэровзвеси: смеси газа с твердыми частицами или жидкими каплями. Иногда смеси газа с жидкими каплями называют аэрозолями; — пузырьковая системы: смеси жидкости с пузырьками газа или пара; — пены: системы, состоящие из двух фаз в дисперсном состоянии.
Далее предметом рассмотрения будут дисперсные аэрозоланые и пузырьковые системы. 9.2. Структура дисперсной системы Структура дисперсной системы характеризуется: — степенью однородности системы в целом (гомогенная, ге- терогенная), — видом (аэрозольная, пузырьковая), — составом дисперсной фазы (капли, частицы, пленки), — степенью однородности по дисперсной фазе (монодисперс- ная, полидисперсная), — геометрией дисперсной фазы (размер и форма). 9.3. Параметры, характеризующие состояние многофазной системы Рассмотрим параметры, характеризующие состояние системы.
Будем обозначать индексом ~ — фазу; индексом ~ — компонент. Параметры без индекса будут относиться к системе в целом. Индексом ~ = 1 будем обозначать параметры несущей фазы. Для простоты рассмотрим систему, отличающуюся только по фазовому составу. 1. Объемная концентрация ~-й фазы, или объемное фазосодержание, где У,.
— объем фазы ц У вЂ” объем системы, гак что Ф У= ~ У,; Ф вЂ” число фаз. ~. = 1 2. Массовая концентрация ~-й фазы УМ.. ги ' (9.2) где пг,. — масса фазы $ в объеме У,„т — масса системы в объеме У, так что (9 3) 3. Истинная ПЛОтнОсть фазы е (9.4) 4. Парциальная плотность фазы ~ (9*6) Ь. Средняя плотность среды системы (9.6) 6. Массовая расходная концентрация (9.7) где С вЂ” массовый расход. Очевидно, справедливы следующие соотношения между параметрами: М Ф Ж Х Рц — Х Рх; — ХРЯ вЂ” Р (9.8) М Х; 1 Р; Р 7. Истинная скорость движения фазы О. и РЯ'~ РЯ" часть площади сечения, занятая фазой в, Я вЂ” ~р ~~ (9.10) Р— сечение системы т.
— =С (9. 11) 8. Средняя скорость среды т О ПР р~~ р~ (9.12) Очевидно, связь между ш. и и определяется как с Ф М Ф х,.ш,. х.01,. = — =Х вЂ” '' =Х вЂ” ''=Х хо- р~~ д,р,.~~ р,.~~ ~=1 ~=1 !=1 (9.13) 9. Среднерасходная скорость среды ;=Х х;. (9.14) 10. Скольжение (коэффициент скольжения) — это отношение скорости дисперсной фазы к скорости несущей фазы: и,, У вЂ” — ' 101 (9.15) 230 11. Относительная скорость фаз — это разность между скоростями несущей и дисперсной фазы: (9.16) 12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
