6.4. Задачи по теме 6
Задача 1
Заданы площадь входного сечения сопла
F0,
параметры рабочего тела в этом сечении
(давление торможения
,
температура торможения
,
скорость газа W0)
и давление среды, в которую истекает
газ рн (см. табл. 6).
Полагая процесс в сопле энергетически
изолированным и обратимым, а режим
истечения из сопла расчетным, определить
все параметры в критическом сечении
и на срезе сопла, а также соответствующие
им площади. Построить изменение параметров
газа вдоль оси сопла. Принять следующие
значения физических характеристик
рабочего тела: газовая постоянная
R = 287 Дж/кгК,
показатель изоэнтропы k
= 1,33.
Задача 2
Самолет с воздушно-реактивным двигателем летит со скоростью Мн. Параметры газа во входном сечении сопла двигателя площадью F0 такие же, как в задаче 1. Пренебрегая расходом топлива, определить силу тяги двигателя для двух случаев: в первом случае параметры окружающей среды соответствуют высоте Н = 0 км, а во втором - высоте H, значение которой приведено в табл. 2. Считать процесс в сопле энергетически изолированным и обратимым, а режим истечения из сопла расчетным.
Задача 3
Условия на входе в сопло по давлению торможения и температуре торможения, а также давление в среде, куда истекает газ, соответствуют задаче 1. Дополнительно задано значение коэффициента сохранения давления торможения в сопле σс (см. табл. 6), причем потери в дозвуковой части сопла вдвое меньше, чем в сверхзвуковой. Полагая режим истечения расчетным, определить расход газа, скорость Wс, площади критического и выходного сечений и все параметры газа в критическом сечении и на выходе из сопла. Определить показатель процесса. Построить изменение всех параметров вдоль оси сопла. Сравнить результаты с результатами задачи 1.
Задача 4
Решить задачу 2 при условии, что в сопле есть потери, задаваемые в задаче 3. Полученные результаты сравнить с результатами задачи 2.
Задача 5
Решить задачи 2 и 4, полагая, что двигатели имеют сужающиеся сопла, аналогичные сужающимся частям сопел в задачах 1 и 3. Сравнить результаты.
Таблица 6
Исходные данные для решения задач
-
№
варианта
р0*10-5,
Па
Т*0,
К
W0,
м/с
F0, м2
рн 10-5,
Па
Н,
км
Мн
σ
1
4,0
1100
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
2
4,0
1050
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
3
4,0
1000
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
4
4,0
950
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
5
4,0
900
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
6
4,0
850
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
7
5,0
1100
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
8
5,0
1050
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
9
5,0
1000
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
10
5,0
950
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
11
5,0
900
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
12
5,0
850
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
13
6,0
1100
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
14
6,0
1050
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
15
6,0
1000
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
16
6,0
950
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
17
6,0
900
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
18
6,0
850
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
19
7,0
1100
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95
20
7,0
1050
200
0,3
1,0133
10
1,1
0,95