Коэффициент восстановления давления

Центробежные вентиляторы

Основные понятия и параметры

Центробежными вентиляторами называют машины для перемещения чистых газов и смесей газов с мелкими твердыми материалами, имеющие степень повышения давления не более 1,15 при плотности потока 1,2 кг/м3. Характерным признаком центробежного вентилятора является повышение давления за счет работы центробежной силы газа, движущегося в рабочем колесе от центра к периферии.

При незначительном повышении давления газа изменением его термодинамического состояния можно пренебрегать. Поэтому к центробежным вентиляторам применима теория центробежных машин для несжимаемой среды.

Центробежные вентиляторы широко распространены в промышленности и коммунальном хозяйстве для вентиляции зданий, отсасывания вредных веществ в технологических процессах.

В теплоэнергетических установках центробежные вентиляторы применяются для подачи воздуха в топочные камеры котлов, перемещения топливных смесей в системах пылеприготовления, отсасывания дымовых газов и транспортирования их в атмосферу.

Конструктивное устройство центробежного вентилятора простейшего типа показано на рис. 10.16, а. Рабочее колесо вентилятора состоит из литой ступицы 1, жестко сопряженной с основным диском 2. Рабочие лопатки 3 крепятся к основному диску 2 и переднему диску 4, обеспечивающему необходимую жесткость лопастной решетки 5; 6 — шкив привода вентилятора. Корпус 7 вентилятора крепится к литой или сварной станине 8, на которой располагаются подшипники 9, несущие вал вентилятора с посаженным на него рабочим колесом; 10 и 11 — фланцы крепления всасывающей и напорной труб.

Центробежные вентиляторы выпускаются заводами в определенных геометрических сериях. Каждая серия характеризуется постоянством отношений сходственных размеров; размеры отдельных машин и их рабочие параметры в серии различны.

Рис. 10.16. Устройство ((а) и аэродинамическая схема (б) центробежного вентилятора

Геометрическая форма данной серии представляется аэродинамической схемой, где все размеры вентилятора даны в процентах от внешнего диаметра рабочего колёса (рис. 10.16, б).

Обозначение центробежных вентиляторов в соответствии с ГОСТ включает букву Ц, указывающую на основной признак типа — центробежный, пятикратное значение коэффициента полного давления на режиме при цмлкс, округленное до целого числа, и быстроходность, тоже округленную до целого числа. Обозначение вентилятора включает и его номер, представляющий собой значение диаметра Dv выраженное в дециметрах.

Например, центробежный вентилятор с диаметром рабочего колеса 400 мм, имеющий при максимальном КПД коэффициент полного давления 0,86 и быстроходность 70, обозначается Ц4-70-4.

Характерной конструктивной величиной центробежного вентилятора является отношение выходного и входного диаметров межлопастных каналов рабочего колеса DJDy В обычных конструкциях это отношение выбирается небольшим (1,2-1,45), радиальная длина лопасти составляет (0,084-0,16) Dr

Теоретический напор вентилятора определяется по уравнению Эйлера

где и2 и м, — окружные скорости на входе и выходе потока с рабочих лопаток; с2и и с]и — проекции абсолютных скоростей на окружные соответственно; g — ускорение.

С учетом радиального входа потока на рабочие лопатки (с|м = 0) можно записать

Отсюда теоретическое давление вентилятора

где р — средняя плотность перемещаемого газа, кг/м3.

В реальном вентиляторе часть давления теряется в проточной части. Если оценить эти потери давления гидравлическим КПД, то действительное давление вентилятора

где ц = c2Ju2 — коэффициент закручивания потока на выходе.

Обозначим р = Г|гр2 тогда

называется коэффициентом полного давления.

Следовательно, действительное давление вентилятора

Полное давление вентилятора обычно определяют экспериментальным путем как разность полных давлений на выходе и входе вентилятора:

где /?|ст, р2ст — статическое давление потока соответственно на входе и выходе вентилятора. Па; с, и с2 — соответствующие абсолютные скорости потока, м/с.

Работа вентилятора при данной частоте вращения характеризуется объемной подачей Q, полным давлением р, мощностью N, полным КПД г. Полезная мощность, кВт, вентилятора определяется по формуле

где Q- объемная подача (производительность) вентилятора, м3/с.

Мощность на валу (эффективная мощность) N обычно определяется при испытании вентилятора.

Вентиляторы характеризуются двумя КПД: полным

и статическим, так как в некоторых случаях для вентиляторов характерно не полное давление, ими развиваемое, а лишь статическая часть его или соответственно статический напор #ст.

Г^е Рст ~ Pier ~Рст’

Статический КПД дополняет оценку эффективности вентилятора, так как в полной энергии, сообщаемой потоку газа, существенную долю составляет кинетическая энергия. Ориентировочно гст меньше ] на 20-30%.

Мощность двигателя для привода вентилятора, кВт, выбирают с запасом на возможные отклонения рабочего режима от расчетного

где г] — полный КПД вентилятора; цпер — КПД передачи при непосредственном соединении валов двигателя и вентилятора г|пер = 1,0; при клиноременной передаче rinep = 0,92.

Коэффициент быстроходности вентилятора характеризует конструкцию рабочего колеса, следовательно, способность создавать давление. Если принять плотность воздуха р = 1,2 кг/м3, то

где и, 1/с; Q, м3/с; ру Па.

Для каждого типа вентилятора характерно определенное значение коэффициента быстроходности:

Вентиляторы

Коэффициент

быстроходности

Центробежные высокого давления

Центробежные низкого и среднего давления с лопатками:

— отогнутыми вперед

— отогнутыми назад

Центробежные двустороннего всасывания

КОЭФФИЦИЕНТ ПОТЕРЬ ПОЛНОГО ДАВЛЕНИЯ

отношение разности полных давлений (p*1-p*2) воздуха (газа) соответственно в сечениях на входе в рассматриваемый элемент проточной части двигателя (p*1) и на выходе из него (p*2) к полному давлению p*1 на входе в данный элемент:
(δ) = (p*1- p*2)/ p*1;
характеризует газодинамические потери в элементах (узлах) воздушно-реактивного двигателя, в которых к воздуху (газу) не подводится и от него не отводится механическая работа. Чаще всего используется для оценки потерь полного давления в основных камерах сгорания газотурбинного двигателя коэффициент
(δ)к.с. = (p*к- p*т)/ p*к,
где p*к и p*т —полные давления соответственно за компрессором и перед турбиной, а в форсажных камерах сгорания турбореактивного двигателя с форсажной камерой — коэффициент
(δ)ф.к. = (p*n- p*ф)/ p*т,
где p*т и p*ф — полные давления соответственно за турбиной и за форсажной камерой. Коэффициент потерь полного давления связан с более распространённым при оценке потерь полного давления в элементах проточной части воздушно-реактивного двигателя коэффициентом восстановления полного давления
v = p*2/ p*1 следующей зависимостью: (δ) = 1-v.

Коэффициент давления

Поместим в газовой поток дозвуковой скорости некоторый криволинейный профиль и рассмотрим изменение параметров элементарной струйки, охватывающей такой профиль (рис. 10.1).

Рисунок 10.1 — Распределение коэффициентов давления по профилю

Создаваемые профилем возмущения потока при дозвуковых скоростях будут распространяться во всех направлениях, в том числе и против течения. Под влиянием этих возмущений элементарные струйки, движущиеся к профилю, будут деформироваться. У носика профиля центральная струйка расширяется; скорость течения при этом падает и в точке разветвления А обращается в нуль. В этой точке параметры будут равны параметрам полного торможения потока. На передней части профиля сечение струйки уменьшается, вследствие чего скорость увеличивается, а давление падает. На верхней и нижней поверхностях профиля продолжается поджатие струйки с соответствующим нарастанием скорости. В некоторой точке сечение струйки минимально. В этом месте скорость будет максимальной. Далее, на задних поверхностях профиля струйка вновь расширяется, скорость ее падает, а давление растет.

Таким образом, в результате деформации струек, характер которой определяется формой обтекаемого тела, вдоль поверхности профиля давление меняется. Распределение давлений обусловливает возникновение аэродинамических сил, действующих на профиль: подъемной силы, вызванной разностью давлений на верхней и нижней поверхностях профиля, и силы лобового сопротивления, вызванной разностью давлений на переднюю и заднюю части профиля и силами трения.

Распределение давлений вдоль обтекаемой поверхности характеризуется безразмерной величиной — коэффициентом давления, который определяется как отношение разности давлений в данной точке на поверхности и статического в бесконечности к скоростному напору невозмущенного потока:

. (10.9)

Коэффициент давления можно определить и по следующей формуле:

, (10.10)

где — число Маха:

, (10.11)

где — скорость потока;

— местная скорость звука.

Пояснение:

,

так как (9.17), то получим: и используя (10.11), получим:

Число Маха является критерием подобия в механике жидкости и газа и представляет собой отношение скорости течения в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука в движущейся среде. Назван по имени австрийского ученого Эрнста Маха.

Если в рассматриваемой области скорости меньше критической, т. е. если:

, то . (10.12)

Если скорости течения больше критической:

, то , (10.13)

где — критическая скорость, то есть скорость течения равная местной скорости звука ;

— максимальной скорость течения. (Если применить уравнение энергии к двум сечениям трубки тока, в одном из которых давление уменьшается до нуля, то скорость течения будет стремиться к некоторой максимальной величине , которая удовлетворяет истечению газа в пустоту ( ; ; ). При максимальной скорости течения вся тепловая энергия молекул преобразуется в энергию направленного движения. Практически максимальная скорость течения недостижима и является известным теоретическим пределом для скорости газа. Следует иметь в виду, что с приближением скорости течения к максимальной разрежение газа становится весьма большим и поэтому к рассматриваемому потоку нельзя применять уравнение энергии в известной нам форме (9.7)).

В первом случае (10.12) течение называется дозвуковым или докритическим; а во втором (10.13) — сверхзвуковым или сверхкритическим. Следовательно, значение безразмерной скорости разделяет области течений с дозвуковыми (докритическими) скоростями и со сверхзвуковыми (сверхкритическими) скоростями.

При малых скоростях набегающего потока более удобно для подсчета коэффициента давления пользоваться формулой (10.9).

10.3 Критическое число

На рис. 10.1 показано примерное распределение вдоль поверхности профиля. До тех пор, пока скорость значительно меньше скорости звука, характер деформации струек, а вместе с тем и картина распределения коэффициентов давления по профилю при изменении скорости невозмущенного потока сохраняются практически неизменными. Однако по мере увеличения влияние сжимаемости сказывается все более ощутимо; распределение по профилю начинает меняться особенно сильно там, где местные скорости в струйке (на поверхности профиля) велики. В минимальном сечении струйки скорость наибольшая. Найдем зависимость между безразмерной скоростью и скоростью в некоторой точке на профиле .

С этой целью воспользуемся формулой (10.10), заменив в ней отношение давлений через соответствующие числа М, с учетом, что:

и

получим

, (10.14)

где — формула отношения давлений в предположении изоэнтропического течения, являющаяся модификацией уравнения энергии, полученного путем преобразования уравнения (9.7) и введения безразмерной скорости .

При некотором значении , которое обозначим через в минимальном сечении трубки тока устанавливается критическая скорость . Соответствующая величина коэффициента давления будет равна:

, (10.15)

Величина , называется критическим числом набегающего потока. Оно определяет то значение безразмерной скорости набегающего потока, при котором максимальная местная скорость на контуре тела становится равной местной скорости звука.

Из определения критического числа (см. выше), следует, что эта величина разграничивает дозвуковые режимы обтекания тела на две группы. Первая группа докритических режимов ( ) характеризуется тем, что во всех точках поля потока местные скорости дозвуковые ( ). Ко второй группе ( ) относятся режимы обтекания с местными сверхзвуковыми скоростями.

Примечание:

Рисунок 10.2 — Аэрокрыло в близком к звуковому потоке

Рисунок 10.3 — Аэрокрыло в сверхзвуковом потоке

  • Прогноз восстановления функций — Прогностическое предположение о компенсаторных возможностях индивидуума, учитывающее как общие положения о функциональной сохранности органов и систем при данном заболевании, так и индивидуальные особенности… Толковый словарь психиатрических терминов
  • Время восстановления — English: Restoration time Продолжительность восстановления работоспособного состояния объекта Источник: Термины и определения в электроэнергетике… Строительный словарь
  • КОЭФФИЦИЕНТ БОКОВОГО ДАВЛЕНИЯ — характеристика деформативности грунта в поперечном направлении при продольном сжатии в условиях невозможности бокового расширения — коефициент на странично налягане — součinitel zemního tlaku — Seitendruckziffer — oldalnyomási tényező —… Строительный словарь
  • Среднее время восстановления — English: Mean restoration time Математическое ожидание времени восстановления работоспособного состояния объекта после отказа Источник: Термины и определения в электроэнергетике… Строительный словарь
  • КОЭФФИЦИЕНТ БОКОВОГО ДАВЛЕНИЯ — отношение величины бокового давления на грунт к вертикальному, вызывающему это боковое давление . К. б. д. изменяется в следующих пределах: для песков~0,3, для суглинков — 0,5, для глин — 0,7… Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
  • ФУНКЦИЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ — функция живого вещества, заключающаяся в том, что некоторые анаэробные микроорганизмы выполняют функции, ведущие к развитию реакций десульфирования, денитрификации и др. с образованием… Экологический словарь
  • Коэффициент давления в аэродинамике — безразмерная величина cp, равная разности местного давления p я давления в невозмущённом потоке р∞ отнесённой к скоростному напору невозмущённого потока… Энциклопедия техники
  • Коэффициент потерь полного давления — отношение разности полных давлений воздуха соответственно в сечениях на входе в рассматриваемый элемент проточной части двигателя и на выходе из него к полному давлению p*1 на входе в данный… Энциклопедия техники
  • Потенциал окисления— восстановления — Rcdox potential — .Потенциал обратимого электрода окисления —восстановления измеренный относительно электрода сравнения с поправкой по водородному электроду… Словарь металлургических терминов
  • СТОИМОСТЬ ВОССТАНОВЛЕНИЯ — объем затрат, необходимых для восстановления эффективности объекта… Большой экономический словарь
  • КОЭФФИЦИЕНТ ВОССТАНОВЛЕНИЯ (УТРАТЫ) ПЛАТЕЖЕСПОСОБНОСТИ — коэффициент, характеризующий наличие реальной возможности у предприятия восстановить либо утратить свою платежеспособность в течение определенного периода… Большой бухгалтерский словарь
  • прогноз восстановления функций — научно обоснованное предположение о степени восстановления функциональных возможностей органа или системы органов, пораженных патологическим процессом… Большой медицинский словарь
  • Интенсивность восстановления — English: restoration rate Условная плотность вероятности восстановления работоспособного состояния объекта, определенная для рассматриваемого момента времени при условии, что до этого момента восстановление не было… Строительный словарь
  • СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ — показатель надёжности изделий, характеризующий ср. время, затрачиваемое на восстановление работоспособности изделия после отказа… Большой энциклопедический политехнический словарь
  • Администрация помощи и восстановления — Объединённых Наций , международная организация, созданная в ходе 2-й мировой войны государствами — участниками антигитлеровской коалиции с целью оказания помощи населению стран, освобожденных от… Большая Советская энциклопедия
  • Восстановления коэффициент — в теории удара, величина, зависящая от упругих свойств соударяющихся тел и определяющая, какая доля начальной относительной скорости этих тел восстанавливается к концу удара … Большая Советская энциклопедия

Исследование влияния числа Re на коэффициент восстановления давления в диффузоре гиперзвуковой трубы Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ Ц А Г И Том VIII 1977

М 2

УДК 533.6.071.4

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЧИСЛА 1?е НА КОЭФФИЦИЕНТ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ДИФФУЗОРЕ ГИПЕРЗВУКОВОЙ ТРУБЫ

Ю. А. Тихомиров

Представлены результаты экспериментального исследования коэффициента восстановления в диффузоре гиперзвуковой аэродинамической трубы с камерой Эйфеля при наличии модели в рабочей части. Определена зависимость коэффициента восстановления давления от величины давления в форкамере и числа 1?е потока на режимах без подогрева и с подогревом газа до температуры 7’о = 3500К при работе с числом М = 10,5 и с диффузором, имеющим относительный диаметр горловины ^г=1,3.

Одним из важнейших параметров, характеризующих аэродинамическую трубу, является коэффициент восстановления давления в диффузоре, показывающий, насколько эффективно происходит преобразование кинетической энергии газового потока при его торможении в энергию давления. Именно этой величиной при заданном уровне давления в форкамере трубы определяется давление на выходе из диффузора, т. е. потребная степень сжатия эжекторной системы или давление в эксгаустере. Увеличение коэффициента восстановления давления позволяет существенно снизить мощность, потребную для работы трубы, что особенно важно при создании больших аэродинамическик установок, и расширить диапазон чисел Не, реализуемых в трубе.

В настоящее время сведения о коэффициентах восстановления давления в диффузорах гиперзвуковых труб, с моделями в рабочей части довольно скудны. Отдельные данные, приведенные в работах , свидетельствуют о том, что коэффициент восстановления давления зависит от числа М набегающего потока, числа 1?е и степени загрузки трубы. В подробных исследованиях, результаты которых изложены в работах и , получены зависимости коэффициента восстановления давления чтр от числа М и степени загрузки трубы. Там же было отмечено существенное влияние числа Ие на величину мтр, но методика проведения испытаний не позволяла в чистом виде выделить это влияние.

Было установлено, что при фиксированной геометрии трубы, давления в форкамере при установлении и разрушении расчетного течения в трубе для каждой модели свои. Поэтому коэффициенты восстановления давления для различных моделей соответствуют разным числам Ие. Так, если, например, запуск трубы с моделью с1м = 0,3 получен при числе Ие я 1 • 10е, то для модели йи =0,50 при числе 1?е = 4-10в. Кроме того, так как число М потока зависит от давления в форкамере, то данные, полученные для больших и малых моделей, соответствовали несколько различным числам М потока. В приведенном примере число М изменялось в пределах М = 10,6 —10,3.

В настоящей работе исследовано влияние числа Ие на коэффициент восстановления давления в гиперзвуковой трубе с моделью в рабочей части на „холодных- режимах и на режимах с подогревом газа.

Исследования проводились в гиперзвуковой трубе с дуговым подогревом воздуха, аэродинамический контур которой состоял из электродугового подогревателя, конического сопла, рабочей части, сверхзвукового диффузора и системы эжекторов (фиг. 1). На выходе из диффузора было установлено дросселирующее устройство, позволяющее изменять величину противодавления при постоянном режиме работы эжекторной системы.

Рст.р.ч Р’о м

Диффузор

Фиг. 1

Электродуговой подогреватель коаксиального типа с медными охлаждаемыми водой электродами и охлаждаемой электромагнитной катушкой, в поле которой вращается дуга, обеспечивал подогрев воздуха до температуры 4000 К. Коническое гиперзвуковое сопло с углом раствора и отношением площади критического сечения к площади выхода = 1,44-10 з соответствовало

геометрическому числу М = 10,5. Рабочая часть трубы была выполнена в виде камеры Эйфеля и оборудована двумя пневматическими механизмами для последовательного ввода в поток насадка полного давления и модели. В боковых стенках имелись окна для визуального наблюдения картины течения. Нерегулируемый сверхзвуковой диффузор состоял из конического входного (а/2 = 6°) и выходного (а/2 = 4°) участков и цилиндрической горловины с относительным — йг

диаметром йг = = 1,3 и длиной 6 калибров. Система из четырех эжекторов

обеспечивала в зависимости от расхода степень сжатия от 30 до 500. Дросселирующее устройство представляло собой цилиндрический отсек трубы с заслонкой в виде медного диска, который мог поворачиваться на 90° вокруг своего диаметра. В закрытом состоянии эта заслонка перекрывала с небольшим зазором все поперечное сечение трубы. Для охлаждения к диску со стороны набегающего потока приварено несколько витков медной трубки, по которой циркулировала вода. С помощью электропривода можно плавно изменять угол поворота заслонки, т. е. дросселировать проходное сечение трубы и тем самым менять величину давления на выходе из диффузора при постоянном режиме работы эжекторной системы.

В качестве модели в испытаниях использовались шары с диаметрами йи — = 0,16 -ь 0,50.

В процессе испытаний измерялось давление в форкамере рф, статическое давление в рабочей части рсг, полное давление за прямым скачком уплотнения в рабочей части р0 и полное давление на входе в эжекторную систему />0д (фиг. 1). Для измерения использовались датчики типа ДМП и ЭДПД, выбранные для соответствующих диапазонов давления. Сигналы с датчиков регистрировались на одноточечных потенциометрах КСП.

Ш

Перед началом испытаний контур трубы проверялся на герметичность путем откачки воздуха эжекторами. После устранения всех течей давление в контуре было равно 1,95-102 Па. В испытаниях с подогревом контролировались также электрические параметры; сила тока и напряжение на дуге.

Эксперимент проводился в следующей последовательности. Вначале в испытаниях без подогрева определялся момент установления и разрушения расчетного течения в рабочей части трубы без модели и соответствующая величина противодавления род при четырех значениях давления в форкамере />ф = 9,8-105; 19,6-105; 39,2-105; 58,8-105 Па. Для этого при полностью открытой дроссельной заслонке включалась система эжекторов, в форкамеру подавалось требуемое давление (превышающее давление запуска трубы) и заслонка плавно закрывалась. При каком-то положении заслонки расчетное течение в рабочей части трубы разрушалось, заслонка останавливалась и снова открывалась. Момент установления расчетного течения в трубе определялся по резкому снижению статического давления в рабочей части трубы. Затем проводились испытания с моделями в рабочей части. Для определения максимальной величины противодавления, при котором может существовать расчетное течение после ввода в потоке модели при заданном давлении в форкамере (Род. разр)’ заслонка плавно закрывалась вплоть до срыва потока. Затем определялось максимальное противодавление, при котором ввод модели не разрушал расчетного течения (р0 3).

Для этого при каком-то положении заслонки модель вводилась в поток и если при этом течение не разрушалось, то модель выводилась из потока, заслонка несколько закрывалась и модель снова вводилась в поток. Эта операция повторялась до тех пор, пока ввод модели в поток не разрушал расчетного течения.

Аналогичные испытания были проведены и с подогревом воздуха до температуры 3000 — 3500 К.

Установление и разрушение расчетного течения в трубе отчетливо фиксировалось по изменению давления р0, измеряемому в передней критической точке модели, и статического давления в рабочей части рС1 ч.

По измеренным давлениям рф и род определялся коэффициент восстановления давления в трубе ‘’|тр=р^’ Степень загрузки рабочей части моделью определялась как отношение квадратов диаметров шара и выходного сечения сопла /з = (<гм/^с)2 без учета державки. Дополнительная загрузка от державки составляла 0,05. Число М потока определялось по измерениям полного давления за скачком р’0 в рабочей части, рф и температуре газа в форкамере Т0 ф.

Характер изменения параметров р№ рст и чтр при изменении противодавления был одинаковым для всех моделей. Значение р0 и число М в рабочей части для каждого давления в форкамере оставались постоянными в течение всего пуска. Влияние давления в форкамере проявлялось только в изменении числа М потока вследствие изменения числа Ие и толщины вытеснения пограничного слоя на стенках сопла. Статическое давление в рабочей части возрастало при вводе модели и оставалось постоянным при фиксированном значении давления в форкамере. При изменении давления в форкамере статическое давление в рабочей части менялось в соответствии с изменением числа М потока. Коэффициент восстановления давления чтр с ростом противодавления возрастал до максимального значения чтр тах, при котором происходило полное разрушение течения в рабочей части с установленной моделью, фиксируемое по резкому возрастанию статического давления рст ч и давления за скачком уплотнения р0. Чем ниже было давление в форкамере, тем быстрее возрастал чтр с ростом противодавления.

Результаты измерения коэффициента восстановления представлены на фиг. 2 и 3 в виде зависимости ^0 д’ разр и V.,, , = д~ 3 от степени загрузки

тр. разр тр. з Рф

трубы моделью при различных значениях давления в форкамере как для „холодных», так и для .горячих” испытаний. Там же указаны соответствующие числа Ие, реализованные в испытаниях.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Видно, что кривые %/тр з и разр в испытаниях с подогревом и без него при всех давлениях в форкамере имеют одинаковый вид. Коэффициент восстановления падает с увеличением загрузки рабочей части моделью. Так, например, при рф = 58,8-105 Па ч,.р_ разр на .холодном” режиме уменьшается от \тр = 10,4-10~4

для/з = 0,0625 до мтр =8,65-10 * для /3 = 0,22, Такой же характер зависимости был получен и ранее в испытаниях, когда перепад давлений между выходом из диффузора и форкамерой изменялся за счет применения давления в форка-мере .

Полученные данные позволяют оценить влияние давления в форкамере Рф и числа Ие на коэффициент восстановления давления в трубе. Как видно из фиг. 2, V азр с уменьшением давления в форкамере падает, причем с увеличением загрузки рабочей части трубы моделью это влияние усиливается. Так, для

/3=0,0625 при уменьшении давления от

хо_

Диффузор <?г К3; МГ. «г 10,5• ёез подогрева

• Рф~2&,8-10 Ла; Ие-3,86-10 х 39,2-105Па; 2,58 •10 6

д 136-ю5па • ид-т6

9,8 ‘105Па • Фиг. 2

0,64-10*

&8.8105 Па до 9,8-106 Па Утр разр на лодном’ режиме падает от vIp = 10,4 -10 4 до утр = 9,75-10-4 или примерно на 6%,

Диффузор; 1Г= 1,3; „= 10,5; с подогревом

газа-, 1^=3500К

5 *10^ р. /{/ ^гр.

• Рф= 58,8-105Па-, Яе=2,в-10*

* 39,2-105Па; 1,в7-)0^

й 19,6-10в/?а:

и

8^35-10*

Фиг. 3

а для /3 = 0,09 это уменьшение составляет уже 20%. Такой характер изменения V разр объясняется тем, что с уменьшением числа 1?е растет пограничный слой на стенках сопла и диффузора, а следовательно, растут и потери давления в нем. Кроме того, при больших размерах модели пограничный слой сопла, по-видимому, начинается взаимодействовать с пограничным слоем на модели и увеличивает потери давления в трубе.

При сравнительно небольшой степени загрузки 3 практически не зависит от давления в форкамере (см, фиг. 2 и 3), а при загрузке, близкой к предельной, величина итр_ 3, как и ^р зр, падает с уменьшением числа Не. Это объясняется тем, что при вводе модели в поток возникают возмущения, существенно более интенсивные, чем при неподвижном положении модели в струе, которые могут вызвать разрушение режима. Эти возмущения и связанные с ним потери, в основном, и определяют момент разрушения течения при вводе модели. При загрузке, близкой к предельной, когда размер модели становится сравним с величиной ядра потока, к этому добавляются потери, обусловленные взаимодействием пограничного слоя струи с моделью, что и приводит к уменьшению чтр при снижении давления в форкамере. При предельных для каждого давления моделях значения 3 близки к значениям чтр>т)п для этого диффузора, определяемого степенью сжатия эжекторов и соответствующего полностью открытому положению дроссельной заслонки.

В результате проведенных исследований установлено, что при загрузке в трубе, близкой к предельной, число 1?е существенно влияет на коэффициент

8—Ученые записки № 2

восстановления давления в диффузоре гиперзвуковой аэродинамической трубы. Полученные данные могут быть использованы для корректирования значений коэффициентов восстановления давления, полученных по методике с переменным давлением в форкамере.

ЛИТЕРАТУРА

1. Wegener P., Lobb Re. Ап experimental stady of hypersonic wind-tunnel diffusors. JAS, vol. 20, N 2. 1953.

2. Снегирев Ю. И., Красильщиков А. П. О некоторых особенностях течения газа в диффузоре гиперзвуковой аэродинамической трубы. „Ученые записки ЦАГИ“, т. 5, № 5, 1974.

3. П о у п Л., Г о й н К. Аэродинамические трубы больших скоростей. М., ,Мир\ 1968.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Конотоп В. А., Тихомиров Ю. А. Влияние загрузки гиперзвуковой аэродинамической трубы и числа М в рабочей части на коэффициент восстановления давления в трубе. Труды ЦАГИ, вып. 1414, 1972.

5. Конотоп В. А., Тихомиров Ю. А. О влиянии положения замыкающей системы скачков уплотнения в диффузоре на коэффициент восстановления давления в гиперзвуковой аэродинамической трубе. .Ученые записки ЦАГИ». т. 7, № 2, 1976.

Рукопись поступила 7jVII 1976 г.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *