ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сверхзвуковое сопло из "Прикладная газовая динамика. Ч.1" Таким образом, сверхзвуковое сопло, предназначаемое для получения сверхзвукового потока, должно состоять иа суокаю-щейся дозвуковой) и расширяющейся (сверхзвуковой) частей (рис. 4.1). В самом узком сечении сверхзвукового сопла (критическом сечении) скорость потока равна звуковой. [c.143] Таким образом, наблюдаются три режима дозвуковой т а р, критический IV = а р, сверхзвуковой ш а р. [c.144] Следует отметить, что около критического сечения поток очень чувствителен к изменению поперечного сечения канала. Так, папример, для изменения числа М на 10 % (от М = 0,9 до М = 1) достаточно изменить площадь сечения на 1 %, а для перехода от М = 0,95 к М = 1 — на 0,25 %. По этой причине нельзя поддержать критический режим на достаточно протяженном участке прямой трубы (пограничный слой, образующийся за счет торможения газа у стенок, как бы сужает сечение струи). [c.144] Плотность, как уже отмечалось, с ростом скорости уменьшается. В критическом сечении сопла йР/Р = О, это значит, чго площадь поперечного сечения проходит через экстремум (минимум). Из соотношения (1) следует, что именно в узком сечении сопла Лаваля получается скорость потока, равная местной скорости звука. [c.144] Из этих формул видно, что безразмерное значение площади сечения сопла является функцией только числа М. Следует подчеркнуть, что все приведенные выражения справедливы при отсутствии тепловых и гидравлических потерь, т. е. при изменении состояния газа по идеальной адиабате. [c.145] Давление и плотность газа прп идеальном процессе зависят однозначно от числа М и определяются формулами (68) и (71) гл. I. Отсюда следует, что, выбрав произвольное сечение, мы получим в этом сечении определенное значение числа М, которому соответствуют определенные значения температуры, давления и плотности газа (с точностью до влияния пограничного слоя). [c.146] Для получения на срезе сверхзвукового сопла определенного значения числа М необходимо соответствуюп им образом подобрать площадь сечения и, кроме того, надо иметь достаточный запас давления в камере перед соплом. Другими словами, для достижения требуемого числа М па срезе сопла давление в камере должно в известное число раз превосходить давление окружающей среды. [c.146] Такпм образом, давление на срезе данного сверхзвукового сопла не связано с давлением атмосферы, а зависит только от давления в камере и формы сопла. [c.147] Лишь в случае так называемого расчетного режима давление на срезе сопла равно атмосферному давлению ра = Рн- На нерасчетных режимах, когда давление на срезе больше или меньше атмосферного, должно происходить изменение давления в струе вне сопла (см. с. 159 и 160). [c.147] Уже отмечалось, что процесс преобразования давления в скорость в сверхзвуковом п в дозвуковом потоках протекает без существенных потерь, т. е. примерно при постоянной энтропии и, следовательно, очень близок к идеальной адиабате. Именно поэтому приведенные выше формулы расчета идеального сверхзвукового сопла дают хорошие результаты для реальных сопел. [c.147] Во многих случаях расчетные формулы упрощаются, если параметры состояния газа определяются в функции не от числа М, а от приведенной скорости. Удобство оперирования приведенной скоростью связано с тем, что ее знаменатель (критическая скорость) зависит только от температуры торможения, которая постоянна для любого участка потока с изолированным процессом. Законы изменения температуры, давления и плотности газа в функции X выражаются формулами (42), (72) и (73) гл. I. [c.147] По формулам (8) определяют размер критического сечения сверхзвукового сопла для заданного расхода и известного состояния газа перед соплом. [c.148] Вернуться к основной статье