2. Основные вопросы теории по теме работы.

Уравнения установившегося одномерного движения невязкого, нетеплопроводного газа. Число Маха. Изоэнтропические формулы газодинамических параметров. Характеристики сопла Лаваля: расход газа, реактивная сила, создаваемая соплом.

Литература: [1, с.112-121], [3, с.193-199], [7, с.130-135, 147], [12, с.322-333].

3. Описание лабораторной установки.

Схема установки для испытания сопла Лаваля показана на рис. 13.1. Сопло соединяется с ресивером (камерой), в котором поддерживается постоянное давление . Необходимая величина обеспечивается соответствующей подачей воздуха в ресивер. Количество подаваемого воздуха можно изменять с помощью регулятора давления, соответственно увеличивается или уменьшается величина давления .

Рис. 13.1. Схема установки для испытания сопла Лаваля [1]

Для измерения статического давления вдоль стенки сопла сделаны приемные отверстия (рис. 13.2), давление через которые подается на манометры, смонтированные на одном щите.

Рис. 13.2. Сопло Лаваля [1]

4. Порядок проведения опытов [1].

1. С помощью регулятора давления устанавливается необходимое давление в ресивере .

2. Записываются показания манометров, соединенных с приемными отверстиями, расположенными вдоль стенки сопла.

3. Измерения производятся для нескольких давлений в ресивере, однако р₀ не должно превышать максимального значения в 38 атм. Показания вносятся в табл. 13.1.

Таблица 13.1 – Регистрация опытных данных [1]

5. Обработка экспериментальных данных.

1. Найти распределение чисел М вдоль сопла по формуле

где – площадь минимального (критического) сечения сопла.

Расчет произвести в восьми сечениях: а) на выходе; б) в критическом сечении сопла; в) три точки в дозвуковой части сопла;

г) три точки в сверхзвуковой части сопла.

2. Пользуясь газодинамическими функциями, определить в выделенных сечениях отношения:

;

;

;

;

,

Здесь индексом «0» обозначены параметры торможения (в камере сгорания, в ресивере аэродинамической трубы), а величина определяется формулой

.

3. Построить графики изменения чисел , , , , , вдоль сопла.

4. На основе замеренных данных построить график распределения давления вдоль сопла. Провести сравнение экспериментальных данных с результатами расчета. Здесь нельзя забывать, что замеренные значения давления представляются в абсолютных единицах (но не в избыточных). Сравнить на графике полученные данные с результатами расчета.

5. Построить абсолютные значения скорости и давления вдоль стенки сопла.

6. Определить величину расхода газа через сопло по формуле

.

7. Определить величину реактивной силы, развиваемой соплом, по формуле

или

,

где индекс «а» соответствует выходному сечению сопла, а индекс «н» – значениям в окружающей среде.