ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обтекание решетки сверхзвуковых профилей потоком газа с дозвуковой осевой составляющей скорости из "Прикладная газовая динамика. Ч.2" Заметим, что рассмотренное здесь свойство обтекания решеток тонких пластин при нулевом угле атаки распространяется и на случай решеток бесконечно тонких изогнутых профилей, составленных из прямолинейного отрезка достаточной длины I и сопряженной с ним дужки (рис. 10.62). Минимальная длина прямолинейного отрезка определяется требованием, чтобы волна Маха, распространяющаяся от точки сопряжения, не выходила за фронт решетки. При несоблюдении этого условия слабые возмущения, вызываемые течением вокруг сопряженной дужки, нарушат однородность потока перед решеткой. [c.87] При осевой составляющей скорости набегающего потока, меньшей скорости звука (Ми 1), любое нарушение условия е = 1 приведет к возникновению силового воздействия дотока на решетку пластин. Если е 1, т. е. если давление за решеткой меньше, чем перед ней, то на выходе из межлопаточного канала образуется течение с расширением около задней кромки пластины, т. е. происходит ускорение потока с одновременным его поворотом в сторону больших углов. В результате угол отставания потока далеко за решеткой становится отрицательным. [c.88] Во всей области потока выше характеристики, наклоненной к пластине под углом i = ar sin- , течение остается невозмущенным. Это значит, что по всей верхней поверхности пластины и по части ее нижней поверхности давление такое же, как в набегающем потоке Pl. Изменение в распределении давления будет наб.людаться только на участке пластины, где происходит отражение характеристик. На этом отрезке господствует разрежение, и, следовательно, равнодействующая всегда направлена в сторону, противоположную положительному направлению оси п. [c.88] Величина равнодействуюш ей зависит от числа М1 и степени разрежения е. Очевидно, что при фиксированных значениях первых двух величин равнодействующая возрастает с уменьшением е. При некотором значении е осевая скорость далеко за решеткой достигает скорости звука, и характеристика становится параллельной фронту решетки. В атом случае имеющиеся возмущения (за решеткой) не распространяются вверх по потоку. При повышении давленпя за решеткой (е 1) в выходной части межлопаточного канала образуется система скачков, приводящая к повышению давления на нижней поверхности и возникновению силы, действующей в положительном направлении оси п. С возрастанием р2 эта сила увеличивается, а угол отставания уменьшается. При некотором значении р2 = Р2 тах и соответственно е = бтах в межлопаточном канале образуется прямой скачок, и на выходе из решетки устанавливается дозвуковой поток с нулевым углом отставания. [c.89] В качестве примера на рис. 10.63 приведена зависимость СпЬ11 от е при различных числах Маха сверхзвукового потока, набегающего на решетку пластин ( = 30°) под нулевым углом атаки. [c.89] При М1 2 величина Ми 1 и соответственно силовое воздействие потока имеется и при повышении, и при понижении давления за решеткой. [c.89] Предельные значения равнодействующей силы при данном числе М1 определялись соответственно или из условия возникновения прямого скачка, или из условия равенства осевой скорости за решеткой скорости звука. [c.89] Расчеты показывают, что относительная доля потерь на выравнивание потока в межлонаточных каналах весьма мала, поэтому с достаточной для практики точностью можно суммарные потери приписать только потерям в системе ударных волн. [c.91] При обтекании решетки пластин дозвуковым невязким потоком газа при докритических скоростях потери оказываются в точности равными потерям на удар, возникающим при расширении оторвавшегося с передней кромки потока, ширина которого увеличивается, согласно уравнению неразрывности и формуле (88), до ширины межлопаточного канала, равной зш О. Если в действительности, как это уже указывалось выше, при срыве струй с передних кромок образуется вихревое течение, то в этом случае суммарные потери включают в себя как потери, связанные с поддержанием вихревого течения у передней кромки, так и потери на последующее выравнивание потока в меж-лопаточных каналах решетки. [c.92] В соответствии со сказанным выше эти кривые не зависят от характера обтекания. Последнее будет приводить только к перераспределению давления нри сохранении неизменным его интеграла по поверхности профиля. Иначе говоря, изменение характера течения приводит только к смеш ению линий действия равнодействуюш ей при сохранении ее величины. [c.93] С увеличением угла атаки до г р равнодействуюш ая сила сначала возрастает от нулевого значения до максимального, а затем монотонно уменьшается. С увеличением числа М1 точка максимума силы сдвигается в сторону меньших углов атаки с одновременным увеличением коэффициента силы при некотором значении числа М1 1 величина кр достигает нулевого значения. [c.93] Следует особо отметить, что в случае густой решетки пластин, в отличие от единичной пластины, зависимости коэффициентов силового воздействия потока газа от числа Маха в дозвуковом, околозвуковом и сверхзвуковом диапазонах имеют монотонный характер. [c.94] Увеличение потерь полного давления с ростом скорости набегающего потока обусловлено как увеличением потерь в центральной части потока (связанных непосредственно с потерями в системе скачков), так и ростом интенсивности отрыва пограничного слоя вследствие увеличения скорости перед замыкающим скачком и перемещением его вниз по потоку вместе с точкой падения косого скачка. Последнее характеризуется смещением к выпуклой стороне канала точки крутого падения кривой распределения полного давления по шагу за каналом (рис. 10.69). [c.95] Мгновенные фотографии течення в решетке, полученные на приборе Теплера — Фуко с помощью цилиндрической оптики, приведены на рис. 10.72. [c.97] Из этих фотографий отчетливо видно, что перед решеткой имеется периодическая система ударных волн. Перед носком каждой лопатки устанавливается криволинейная ударная волна, одна из ветвей которой уходит вперед, возмущая поток перед решеткой, а другая ветвь падает на профиль соседней лопатки. Форма и положение ударных волн зависят от угла атаки. [c.98] При малых углах атаки ударная волна состоит из двух ветвей — одна расположена перед решеткой, а вторая входит в межлопаточный канал и представляет собой по существу косой скачок уплотнения. По мере увеличения угла атаки ударная волна выпрямляется, одновременно перемещаясь вверх по потоку. При наибольшем угле атаки ударная волна близка к прямому скачку, расположенному на заметном расстоянии от передней кромки профиля. [c.98] Вернуться к основной статье