Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
l1 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,7 | 0,6 |
H, км | 2 | 3 | 4 | 5 | 2 | 3 | 4 | 5 | 2 | 3 |
l2 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,3 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,15 | 0,2 |
Задача 3. Подобрать площадь критического сечения сверхзвукового сопла, обеспечивающую секундный расход воздуха Gt, если истечение расчетное, давление торможения ро = 5 ати, а температура торможения Tо = 288 К.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Gt, кг/с | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Задача 4. Задано соотношение площадей выходного и минимального сечений сопла S1/Sмин. При каких соотношениях давлений рa/ро можно применить для расчета массового секундного расхода воздуха через сопло формулу |
|
?
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
S1/Sмин | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 | 4 | 2 | 3 | 4 | 2 |
Задача 5. В сечении 1 дозвуковой части идеального сопла Лаваля известны: давление в потоке р1, температура торможения Tо1, приведенная скорость l1. Требуется определить приведенную скорость l2 и давление воздуха в сечении 2, где T2 задана.
Величина | Варианты | ||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| |
р1×10-5, Па | 16 | 20 | 15 | 20 | 25 | 15 | 20 | 25 | 15 | 16 |
|
Tо1, K | 400 | 450 | 500 | 400 | 450 | 500 | 400 | 450 | 600 | 500 |
|
l1 | 0,6 | 0,7 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,6 |
|
T2, K | 273 | 300 | 310 | 280 | 300 | 310 | 320 | 340 | 350 | 360 |
|
Прямые скачки уплотнения
Торможение плоского сверхзвукового потока газа происходит посредством скачков уплотнения. Торможение на скачке является адиабатическим, но неизоэнтропическим процессом. На скачке скорость (V), число Маха (M), коэффициент скорости (l) - уменьшаются, а плотность (r), абсолютное давление (р) и абсолютная температура (T) - увеличиваются.
Из параметров торможения не претерпевает разрыва на скачках температура торможения (Tо) и связанные с нею Vmax, ао, а*, iо, ро/rо. Давление торможения и плотность торможения уменьшаются на скачках. Величина 
- коэффициент восстановления полного давления, характеризует необратимые потери механической энергии на скачке (индексом “1” отмечены параметры потока до скачка, а индексом “2” – после скачка).
При переходе через прямой скачок направление потока газа не изменяется.
Основное соотношение, используемое при расчете изменений скорости в прямом скачке, имеет вид
.
Давления и плотности до и после скачка связаны зависимостью
.
Для чисел Маха имеем:
.
Коэффициент восстановления давления торможения s определяется по числу Маха до скачка M1 на основании следующей зависимости:
,
а при использовании в качестве аргумента коэффициента скорости l1 формула примет вид
.
Коэффициент восстановления давления торможения может быть найден и с помощью приведенного секундного расхода q(l):
.
Статические давления и плотности на скачке подчиняются соотношениям
Отношение давления торможения после скачка к статическому давлению до скачка определяют по формуле Релея:
Формулу Релея применяют при расчете скорости сверхзвукового потока. Соотношения между параметрами воздуха на прямом скачке приведены в табл. П 3.3.
Задачи
Задача 1. Сравнить увеличение плотности:
· при ударном сжатии воздуха;
· при изоэнтропическом сжатии воздуха,
если в том и другом случаях давление возрастает в N раз. Объяснить отличия результатов.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
N | 5 | 10 | 15 | 15 | 10 | 5 | 5 | 10 | 15 | 20 |
Задача 2. Температура воздуха в форкамере сверхзвуковой трубы Tо. Поток на срезе сопла трубы имеет скорость V1 и обтекает преграду с образованием прямого скачка. Найти скорость воздуха после скачка V2.
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
Tо, K | 288 | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 550 | 600 | 550 | 600 |
V1, м/с | 530 | 550 | 600 | 550 | 600 | 500 | 550 | 600 | 650 | 700 |
Задача 3. Скорость воздуха, измеренная после прямого скачка V2. Термопара, размещенная в кожухе, показала температуру Tо. Найти температуру потока до скачка T1. |
|
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
V2, м/с | 280 | 300 | 350 | 250 | 280 | 300 | 350 | 250 | 280 | 300 |
Tо, K | 350 | 400 | 350 | 300 | 400 | 450 | 300 | 350 | 400 | 450 |
Задача 4. Давление, измеренное в сверхзвуковом потоке трубкой полного напора, в X раз больше давления, измеренного на щеке клина. Найти коэффициент восстановления давления торможения s в прямом скачке. |
|
Величина | Варианты | |||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
X | 10 | 12 | 15 | 13 | 20 | 10 | 12 | 15 | 13 | 20 |
Задача 5. Воздух истекает из баллона на расчетном режиме, где он имеет температуру Tо, через сопло с отношением площадей 
. Найти скорость, которую поток будет иметь, пройдя прямой скачок.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 |
Основные порталы (построено редакторами)