Расчет течения и сопротивления трения потока в соплах Лаваля. Ковальногов Н.Н. - 8 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

ВВЕДЕНИЕ

Сопло Лаваля представляет собой канал с переменной по длине про-

точной части площадью проходного сеч ения. Сопла Лаваля находят широкое

применение в тепловых двигателях и энергоустановках (сопловых аппаратах

паровых и газовых турбин, камерах ракетных двигателей и т.д.).

Расчет течения потока в сопле Лаваля заключается в определении его

параметров (скорости, давления, температуры, напряжения трения) в инте-

ресующих точках проточной части. В настоящее время предпочтительным

считается выполнение расчета в два этапа с выделением в движущемся потоке

двух областей - потенциального ядра и пограничного слоя.

Такой подход позволяет существенно упростить расчет, поскольку

оказывается возможным в ядре потока пренебречь влиянием сил вязкости и

считать течение идеальным, а в пограничном слое из-за малой его толщины -

пренебречь членами уравнения движения и энергии , содержащими вторые

производные скорости и температуры по продольной координате.

Поскольку заранее граница между указанными областями течения не

известна, то расчет проводят методом последовательных приближений:

сначала, пренебрегая толщиной пограничного слоя, рассчитывают идеальное

течение в пределах всей проточной части сопла, а затем, используя в

качестве граничных условий найденное распределение параметров по его

длине, рассчитывают пограничный слой. По результатам расчета погра-

ничного слоя определяются, в частности, его условные толщины (вытесне-

ния, потери импульса, потери энергии) и напряжение трения потока на по-

верхности стенки. Во втором приближении область идеального течения в

каждом сечении сопла уменьшается на толщину вытеснения пограничного

слоя в этом сечении, расчет ядра потока повторяется, а параметры течения

уточняются. Затем повторяется и расчет пограничного слоя. Как правило,

уже после 2-го приближения достигается удовлетворительная точность

расчетов.