ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Потери удельного импульса, обусловленные энергетической неравновесностыо из "Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания том 1" Результаты экспериментального исследования представлены на фиг. 18.6 в виде зависимости потерь импульса на трение от числа Reи, . Как видно, при значениях Неш. Ю и выше потери импульса на трение слабо зависят от числа Нец, . [c.176] При значениях Г 0,9 зависимость режимов течения в пограничном слое от числа Re j, вследствие влияния теплообмена может несколько изменяться, в связи с чем при значе-,ниях Г. ,= 0,9 график фиг. 18.6 можно использовать лишь для приближенных оценок состояния пограничного слоя. [c.176] Расчет потерь импульса на трение при турбулентном или ламинарном режиме течения в пограничном слое может быть выполнен на основе результатов, полученных в работах [2, 3]. Для расчета ламинарного пограничного слоя необходимые соотношения выведены [3] с использованием точных решений, которые удается получить для некоторых законов распределения скорости вне пограничного слоя. Выражения для расчета турбулентного пограничного слоя получены [2] на основе решения интегральных соотношений мпульса п энергии для турбулентного пограничного слоя с учетом градиента давления в ядре потока. При решении этих соотношений используется гидродинамическая аналогия Рейнольдса и соответствующим образом обработанные многочисленные экспериментальные данные по теплообмену и трению для гладкой плоской пластины. [c.176] Ниже приводятся формулы для 1расчета потерь удельного импульса на трение при ламинарном и турбулентном пограничном слое в сопле. В случае переходного режима течения в пограничном слое расчет потерь на трение следует производить по формулам для турбулентного пограничного слоя. [c.176] Как видно из приведенных формул, коэффициент потерь импульса на трение при ламинарном режиме течения в пограничном слое увеличивается с увеличением длины сопла и с уменьшением Т , Га и Расчет потерь импульса для данного контура сопла производится следующим образом. При заданных значениях и Re , и известному распределению чисел М по длине образующей сопла заданной геометрии по формулам (18.24) и (18.25) определяются значения Vt и f на выходе из сопла Функция z (f, Г ) при известных величинах Тю и f определяется по графику фиг. 18.7. Затем по формулам (18.22) и (18.23) определяются потери на трение. [c.177] Формула (18.26) пригодна для расчета потерь на трение как в дозвуковой, так и в сверхзвуковой частях сопла. [c.177] Как уже отмечалось, при Кеа, 108 можно принимать, что потери на трение не зависят от числа Нео),. [c.178] На фиг. 18.6 представлено сравнение потерь импульса на трение, определенных экспериментально при Ги)=0,9 и х=1,4, с результатами расчетов по приведенным выше формулам для ламинарного и турбулентного режимов течения. Из этого сравнения следует, что как в области турбулентного, так и в области ламинарного режимов течения результаты расчета и эксперимента согласуются между собой с точностью 20%, что лежит в пределах точности расчетов потерь на трение. [c.178] Из рассмотрения данных, представленных на фигуре 18.10, следует, что для технически гладкой поверхности (А ж 0,0004) потери на трение увеличиваются по сравнению с полированной поверхностью примерно на 0,001. Более крупная шероховатость приводит к резкому увеличению потерь 1 мпульса на трение. [c.178] 006 при А, = 0,005 Стр = 0,013, т. е. по-тери на трение увеличиваются более, чем в два раза. При наличии теплообмена в сопле ( , 0.9) данные, представленные на фиг. [c.178] Как видно, во всех случаях расчета коэффициента потерь импульса на трение необходимо знать распределение числа М вдоль контура сопла, которое обычно известно для теоретического контура. Учет влияния на Стр искажений контура может быть сделан корректировкой чисел М по формуле (18.17). [c.179] Если распределение числа М вдоль контура сопла, получаемое обычно расчетами двумерного течения, неизвестно, то расчет потерь на трение можно провести приближенно, пользуясь распределением числа М для одномерного течения. [c.179] Значительную часть внутренней энергии расширяющихся в сопле продуктов сгорания составляет энергия диссоциации и энергия колебательных степеней свободы молекул. [c.179] Релаксационный процесс может оказывать существенное влияние на параметры течения, если время релаксации процесса сравнимо с характерным временем истечения и изменение энергии, связанное с этим (релаксационным процессом, составляет значительную часть от общего изменения энергии. С этой точки зрения наиболее существенным является неравновесное протекание цроцессов диссоциации и рекомбинации, которые при расширении в сопле энергетически являются определяющими, а времена релаксации этих процессов сравнимы с характерным временем пребывания. [c.179] Рассмотрим реагирующую газовую смесь, состоящую из 7 индивидуальных веществ Смесь находится в энергетическом равновесии, ее термодинамическое состояние определяется температурой и давлением, мольными х, или весовыми gq долями индивидуальных веществ. Для индивидуальных веществ и всей смеси в целом справедливо уравнение состояния., идеального газа. [c.179] Коэффициент пропорциональности (Г), называемый константой скорости реакции, не зависит от концентраций индивидуальных веществ и является функцией температуры. [c.180] Основная трудность при расчете неравновесных плоских или двумерных течений методом характеристик [135, 21, 225, ИОО] состоит в решении системы уравнений неравновесного течения вдоль линий така. Решение собственно характеристической системы уравнений получается с помощью хорошо разработанных стандартных алгоритмов 226]. [c.180] Решение системы уравнений неравновесного течения вдоль линий тока по существу сводится к решению некоторой одномерной задачи с известным распределением давления вдоль линии тока. В связи с этим в первом приближении уравнения газовой динамики и химической кинетики совместно интегрируются вдоль линий тока (одномерное решение) плоского или осесимметричного сопла, течение в котором предварительно рассчитано методом характеристик с учетом равновесных превращений и, следовательно, получено некоторое исходное распределение давлений вдоль линий тока. Во втором приближении распределение давления вдоль линий тока уточняется с учетом неравновесных эффектов и интегрирование уравнений кинетики и газовой динамики вдоль линий тока повторяется. Такой подход позволяет приближенно рассчитать двумерное неравновесное течение в сопле, при этом неравновесные эффекты с достаточной для практики точностью учитываются на основе одномерного приближения, а двумерность течения независимо учитывается в результате расчета методом характеристик ез учета неравновесных эффектов [211]. [c.180] Таким образом, расчет неравновесных течений в одномерном приближении составляет основу метода и позволяет выявить все основные эффекты, связанные с кинетикой химических реакций в сопле, провести параметрическое исследование неравновесных течений. [c.180] Вернуться к основной статье