23.Основное уравнение Эйлера для турбомашин.

24.Теорема Жуковского о подъемной силе крыла. Механизм образования подъемной силы.

R=-i×ρ×V_∞×Г – определяет общую теорему Жуковского о подъемной силе крыла (в бизвихревом плоскопараллельном потоке идеальной несжимаемой жидкости). При циркуляционном обтекании возникает поперечная сила. При безотрывном обтекании кругового цилиндра поступательным потоком жидкости при наличии вращающегося цилиндра возникает подъемная сила, равная произведению плотности жидкости, скорости и циркуляции. Подъемная сила – перпендикулярна к направлению вектора скорости.

Величина циркуляции определяется циркуляцией вертикальной и горизонтальной составляющей вектора скорости:

Доказательство теоремы Жуковского.

Вне следа течение является потенциальным. Чем шире след, тем больше циркуляция.

Подъемная сила:

F_y=-ρ×U×∫Гdz.

Циркуляция: Г=-2Ul∑A_nsin(nθ).

Для крыльев большого размаха Су = const (l>l_x).

Угол атаки – угол между вектором скорости набегающего потока на бесконечности и направлением хорды.

Отношение коэффициента сопротивления С_х к коэффициенту подъемной силы называется аэродинамическим качеством. Лучшая аэродинамика тела достигается при 0<α<10⁰. В пределах отношения С_х/С_у =20…100 – крыло хорошо обтекаемо, нет отрыва потока.

.

27. Сопло Лаваля.

Назначение соплового аппарата турбины. В турбинных ступенях, первой ступени, а также ступенях давления находится сопловой аппарат, который предназначен для преобразования потенциальной энергии в кинетическую энергию скоростного напора. А также проис-ит направление потока под заданным углом.

Возьмем уравнение неразрывности, применив к нему теорему Остроградского-Гаусса. В результате получим уравнение расхода: G=ρUF. Проведем преобразования, и в результате получим уравнение Вулиса – закон обращения воздействия.

Первая часть этого уравнения определяет влияние различных воздействий на поток:

Влияние расхода, площади поперечного сечения, подвода тепла, совершение работы над газом или газом, работы сил трения.

Есть 4 вида сопел для разгона потока:

1. Расходное (массовое) сопло. Изменение расхода – увеличение на дозвуке, уменьшение – на сверхзвуке.

2. Механическое сопло. Чтобы механическое сопло разгоняло газ от дозвука до сверхзвука, необходимо, чтобы на дозвуке газ сам совершал работу, а на сверхзвуке к газу подводили работу. Технически этого можно добиться последовательным включением компрессора и турбины.

3. Тепловое сопло. Чтобы ускорить поток на дозвуковом режиме, необходимо подводить тепло, а на сверхзвуке – отводить. На практике применяют комбинированное сопло – после критического сечения (М=1) диаметр увеличивают.

4. Геометрическое сопло (сопло Лаваля). Чтобы разогнать поток необходимо сужать поперечное сечение трубы. Так можно разгонять поток вплоть до сечения, где М=1 (критического сечения). Чтобы далее разгонять поток, необходимо расширять поперечное сечение трубы.

28.Понятие пограничного слоя. Основное допущение пограничного слоя.

Пограничный слой – тонкий слой сплошной среды, прилегающий к стенке. Именно в этом слое наблюдается основное изменение всех параметров жидкости. Толщина пограничного слоя определяется величиной, где:

Внутреннее (на стенке): y=0,u_w=0,T=T_w,c=c_w

Внешнее:y=δ,u=0,99u_H,T=0,99T_H,c=0,99c_H

При Re>>1 слой обладает основным своим свойством – относительно малой толщиной: δ/x<<1/

Вытесняющее действие пограничного слоя состоит в том, что через его сечения, за счет уменьшения скорости и плотности, протекает меньше реальной жидкости, чем протекало бы иделаьной, т. е. в том, что часть жидкости вытесняется за его границу во внешний поток. При взаимодействии пограничного слоя с набегающим потоком, приводящем к отклонению линий тока от поверхности тела во внешний поток. Это приводит к пояалению в пограничном слое вертикальной составляющей v скорости W. Из-за малой относительной толщины пограничного слоя угол наклона линий тока очень мал и, следовательно, составляющая v при обтекании плоской пластины очень мала и не сопоставима с горизонтальной составляющей v<<u. Поэтому изменение количества движения жидкости в пограничном слое в напрвлении оси y практически отсутствует. Отсюда приходим к важнейшему выводу: статическое давление поперек пограничного слоя не изменяется: δp/δy=0.