Режимы истечения из сопла лаваля. Диаграмма режимов истечения. Использование обращенного сопла лаваля на режиме глубокого перерасширения для сверхзвуковых входных устройств.

Рассмотрим течение в сопле Лаваля, считая его адиабатическим и изоэнтропическим. Расчетный режим истечения: величина противодавления окружающей среды равна расчетному значению для сверхзвуковой ветви.

Если эта величина больше минимального расчетного значения для дозвукового режима истечения, и меньше расчетного значения для сверхзвукового истечения, то течение в сопле изоэнтропично, при этом дозвуковых режимов может быть сколько угодно (определяется противодавлением), а сверхзвуковой – только один, так как изменение внешних условий не влияет на сверхзвуковой поток.

Если величина  меньше минимального расчетного дозвукового значения и больше некоторого предельного (превышающего расчетное сверхзвуковое значение), при котором еще реализуется сверхзвуковая скорость на срезе, нарушается изоэнтропичность течения в сопле, возникают скачки уплотнения.

Режим сверхзвукового течения определяется соотношением противодавления и давлением на срезе сопла.

Режим недорасширения. В случае, если противодавление меньше, чем давление на срезе сопла. Сразу за соплом начинается расширение струи в веере волн разряжения. После расширения давление в струе выравнивается до , а в веере падает до , т.е. струя перерасширяется. На границе свободной струи волны расширения отражаются в виде волн сжатия, струя начинает опять сжиматься, давление опять выравнивается до , а за волнами возрастает до . Затем весь процесс повторяется с постепенным ослаблением волн обоих типов и выравнивания поля скоростей в струе.

Режим перерасширения. Давление в выходном сечении  меньше, чем противодавление , и струя начинает сжиматься. При этом возникают косые скачки уплотнения, за которыми давление становится равным , а после отраженных от оси потока скачков давление возрастает до . Далее происходит также, как при режиме недорасширения.

При некотором значении  ударная волна может принимать мостообразную форму, отражение скачков которой невозможно от оси потока. При дальнейшем уменьшении давления скачок перемещается внутрь сопла, в этом случае для определения параметров на срезе сопла изоэнтропическими соотношениями уже не пользуются.

 

Билет 17

1. Уравнение количеств движения (первое уравнение Эйлера) в общем виде. Тензор импульса и его компоненты. Неконсервативная форма для расчета силового взаимодействия потока и обтекаемых тел.

Используется для расчета взаимодействия потока с обтекаемым телом. Выделим экспериментальную струйку тока: для неизменной массы: , если масса меняется: . Прирост количества движения должен быть равен разности количеств движения для масс 2-2’ и 1-1’, которые в установившемся течении одинаковы.

 элементарная масса,  секундное количество движения.

После подстановки и интегрирования: уравнение Эйлера, силовая форма записи уравнения движения,  сила реакции жидкости на обтекаемое тело.

Равнодействующая внешних сил, действующих в данный момент на жидкость равна изменению во времени суммарного количества движения и разности потоков количества движения жидкости на входе и выходе.