Прикладная газовая динамика

66. Расчет угла фронта косых скачков уплотнения. Предельный угол поворота и возникновение отсоединенных криволинейных скачков уплотнения.

91

67. Отражение характеристик разряжения и волн разряжения от твердой стенки и границы свободной струи.

Правильное отражение. Стенка расположена параллельно направлению скорости невозмущенного потока. Скачок образуется в точке А. При переходе через первичный скачок АВ линия тока отклоняется к прямой стенке на угол . В точке В этот поворот неосуществим, и граничная линия тока сохраняет направление стенки. В результате возникает отраженный косой скачок ВС. Углы падающего и отраженного скачков при этом неодинаковы, так как

максимального угла отклонения (зависит от скорости за скачком), то отраженный скачок ИС искривляется и сдвигается против течения. При этом деформируется и первичный скачок АВ. Элемент DB этого скачка становится нормальным к стенке, система скачков приобретает λ-образную форму. За криволинейным скачком поток может быть сверхзвуковым. При существенном уменьшении или

происходит деформация скачка АВ, преобразующегося в отошедший криволинейный скачок .

92

68. Отражение волн сжатия и скачков уплотнения от твердой стенки. Правильное и Маховское отражение от плоской твердой стенки.

Правильное отражение СУ от плоской стенки на косом СУ сверхзвук тормозится и поворачивается к стенке на угол ω. У самой стенки поток повернуть не может, поэтому в т. Б возникает отраженный косой СУ, на котором М тормозится и поворачивает на ω, но в другую сторону.

Маховое отражение. При некотором сочетании ω и М, может установится такое значение М, для которого угол отклонения потока ω_max < ω, который нужен чтобы поток выпрямился. => невозможно правильное маховое отражение с У-образным скачком. Точка отражения СУ отходит о стенки и между ей и стенкой возникает силоный скачок, близкий к прямому. Поэтому поток у стенки не имеет направления, но становится дозвуковым. Скачок БВ поворачивает поток М3 на угол ω=ω-Δω и течет с М4>М5 под углом Δω к стенке.

93

69. Отражение волн сжатия и скачков уплотнения от границы свободной струи.

94

70. Режимы истечения из сопла Лаваля. Диаграмма режимов истечения. Использование обращенного сопла Лаваля на режиме глубокого перерасширения для сверхзвуковых входных устройств.

Рассмотрим течение в сопле Лаваля, считая его адиабатическим и изоэнтропическим. Расчетный режимистечения: величина противодавления окружающей среды равна расчетному значению для сверхзвуковой ветви. Если эта величина больше минимального расчетного значения для дозвукового режима истечения, и меньше расчетного значения для сверхзвукового истечения, то течение в сопле изоэнтропично, при этом дозвуковых режимов может быть сколько угодно (определяется противодавлением), а сверхзвуковой – только один, так как изменение внешних условий не влияет на сверхзвуковой поток.

Если величина меньше минимального расчетного дозвукового значения и больше некоторого предельного (превышающего расчетное сверхзвуковое значение), при котором еще реализуется сверхзвуковая скорость на срезе, нарушается изоэнтропичность течения в сопле, возникают скачки уплотнения.

Режим сверхзвукового течения определяется соотношением противодавления и давлением на срезе сопла.

Режим недорасширения. В случае, если противодавление меньше, чем давление на срезе сопла. Сразу за соплом начинается расширение струи в веере волн разряжения. После расширения давление в струе выравнивается до

, а в веере падает до , т.е. струя перерасширяется. На границе свободной струи волны расширения отражаются в виде волн сжатия, струя

противодавление , и струя начинает сжиматься. При этом возникают косые

При некотором значении ударная волна может принимать мостообразную форму, отражение скачков которой невозможно от оси потока. При дальнейшем уменьшении давления скачок перемещается внутрь сопла, в этом случае для определения параметров на срезе сопла изоэнтропическими соотношениями уже не пользуются.

95

96