Расчет течения и сопротивления трения потока в соплах Лаваля. Ковальногов Н.Н - 5 стр.

UptoLike

4
ВВЕДЕНИЕ
Соплами называют каналы, в которых происходит расширение газа с
уменьшением давления и увеличением скорости. В обычных суживающихся
соплах скорость газового потока способна достичь критического значения (под
критической скоростью понимают скорость потока, равную скорости звука).
Теоретические выводы показывают, что получить сверхзвуковую скорость
потока можно в каналах, площадь сечения которых сначала уменьшается, а
затем увеличивается. Канал, с указанным изменением площади сечения
называют соплом Лаваля.
Проектирование формы сопла Лаваля требует расчета основных
параметров течения потока (скорости, давления и т. д.), а также сопротивления
трения по всей его длине. В настоящее время подобные расчеты выполняются с
выделением в движущемся потоке двух областей: потенциального ядра, где
можно пренебречь влиянием сил вязкости и считать течение идеальным, и
пограничного слоя. Поскольку изначально граница между этими двумя
областями не известна, то расчет можно проводить методом последовательных
приближений. Этот метод заключается в следующем. В первом приближении
толщиной пограничного слоя пренебрегают, считая, что течение идеальное по
всей проточной части сопла, а затем, используя в качестве граничных условий
уже найденное распределение параметров по длине сопла, рассчитывают
пограничный слой. По результатам расчета пограничного слоя определяются
такие параметры, как толщина вытеснения, потери импульса, энергии, а также
напряжение трения потока на поверхности стенки. Во втором приближении
область идеального течения уменьшается на толщину вытеснения
пограничного слоя, расчет потенциального ядра повторяется, а параметры
течения уточняются. Затем также можно повторить и расчет пограничного
слоя, но как правило, уже второго приближения достаточно для
удовлетворительной точности расчетов.