Распространение конечных возмущений

СКАЧКИ УПЛОТНЕНИЯ

ТЕМА 4

Коэффициент скорости и КПД сопла

Для количественного учета потерь энергии в реальных соплах вводят коэффициент скорости сопла. Он равен отношению действительной скорости потока к теоретической, т.е.

Численные значения j для правильно спрофилированных сопел обычно лежат в пределах 0.93...0.98.

Коэффициент полезного действия сопла учитывает потери кинетической энергии в нем и определяется из выражения

При рассмотрении движения газа в канале переменного сечения показана возможность плавного перехода сверхзвукового потока в дозвуковой с помощью обратного сопла Лаваля. При таком переходе нет потерь полного давления. Однако плавное торможение осуществить во многих случаях практически не удается, поэтому приходится мириться с ударными волнами и наличием волнового сопротивления.

Известно, что во многих случаях в потоке газа образуются области, в которых градиенты скорости, давления, плотности и температуры весьма велики. В этих областях нельзя пренебрегать молекулярным переносом энергии, т.к. трение и теплопроводность приобретают решающее значение. Области, в которых осуществляются необратимые процессы, называются поверхностями разрыва. На этих поверхностях физические параметры претерпевают скачок, однако вне поверхностей разрыва процессы, происходящие в газе, считаются обратимыми.

Как уже указывалось ранее, малые упругие возмущения в жидкостях и газах распространяются со скоростью, равной скорости звука в данной среде. Однако на практике кроме малых волн возмущения могут иметь место и сильные (конечные) возмущения.

При малых возмущениях Dp/p << 1. При конечных возмущениях отношение Dp/p может быть порядка единицы и даже больше. При малых возмущениях все параметры потока являются непрерывными функциями координат и времени. При конечных возмущениях скорость, плотность, давление, температура и др. параметры претерпевают конечные разрывы. В этом главное отличие конечных возмущений от малых.

В обычных условиях акустические возмущения являются малыми и распространяются со скоростью звука. При взрывах, детонации горючей смеси имеют место конечные возмущения и скорость их распространения может значительно превышать скорость звука.

Дата добавления: 2013-12-13