гидра. 1 Техническое диагностирование технологического оборудования
 Скачать 1.52 Mb.
|
19. Течение газа с ударными волнами. Скачки уплотнения.ТЕЧЕНИЯ ГАЗА С УДАРНЫМИ ВОЛНАМИТорможение плоского сверхзвукового потока газа происходит посредством так называемых скачковуплотнения. Скачки уплотнения приближенно могут считаться поверхностями разрыва параметров потока. Поверхность, при прохождении через которую давление, плотность, скорость и температура газа изменяется скачком, называется ударнойволной. Образующиеся в потоке ударные волны в различных случаях могут быть подвижными и неподвижными. Неподвижная волна называется скачкомуплотнения. Плоские поверхности разрыва, нормальные к направлению скорости невозмущенного потока, называются прямымискачкамиуплотнения. Т.е. фронт скачка уплотнения перпендикулярен скорости набегающего потока. Направление потока газа не изменяется при переходе через прямой скачок. Плоские поверхности разрыва, направленные по касательной называются косыми скачкамиуплотнения.Они имеют место при обтекании потоком газа клиновидного тела. Изменение параметров потока при переходе через скачок уплотненияТак как скачок уплотнения представляет собой разновидность ударной волны, то при переходе через его фронт происходит скачкообразное увеличение давления, температуры и плотности газа. Прирост давления и плотности увеличивается при большей скорости распространения фронта волны. Так как скорость распространения фронта прямого скачка равна скорости тела, а скорость распространения фронта косого скачка — меньше, то наибольший прирост давления и плотности (наибольшая интенсивность) будут иметь место для прямого скачка уплотнения. Интенсивность косогоскачка уплотнения всегда будет меньше интенсивности прямого. За фронтом скачка уплотнения, как и за фронтом ударной волны имеет место движение газа, сонаправленное с движением фронта. Скорость этого движения — меньше скорости движения фронта волны на величину, меньшую скорости звука в данной среде. При переходе потока газа, обтекающего тело, через фронт скачка уплотнения, вектор скорости потока (относительно тела) складывается с вектором скорости, индуцированной (распределенной) скачком уплотнения. Для прямогоскачка уплотнения вектор скорости, индуцированной скачком направлен против потока, поэтому скорость потока не меняет направления, но её величина уменьшается на величину скорости, индуцированной скачком. Таким образом, не зависимо от скорости невозмущённого потока, скорость потока за прямым скачком уплотнения всегда является дозвуковой. В случае косого скачка уплотнения поток отклоняется в сторону фронта скачка, а величина его скорости может оставаться сверхзвуковой. При переходе через скачок уплотнения часть кинетической энергии потока (или, напротив, движущегося тела) необратимо теряется, превращаясь в тепловую. Величина этой потери тем больше, чем интенсивнее скачок уплотнения. Поэтому, чтобы уменьшить сопротивление обтекаемого тела, желательно придать ему такую форму, чтобы при его обтекании образовывались присоединённыекосыескачки уплотнения. Также потери кинетической энергии при торможении потока на нескольких скачках малой интенсивности меньше, чем при торможении на одном прямом скачке. |