Течение - идеальный газ
Cтраница 2
Из § 2 мы знаем, что для теплоизолированного течения идеального газа уравнение Бернулли выражает закон сохранения энергии. [16]
 |
Течение газа по каналу переменного сечения. [17] |
Отметим, что уравнения (4.60) справедливы не только для течения идеальных газов, но и для насыщенных и перегретых паров, которые при сравнительно малых давлениях удовлетворяют уравнению Клапейрона и имеют показатель адиабаты k, незначительно изменяющийся с изменением состояния пара. [18]
Проверка сходимости численных результатов при до - и трансзвуковых режимах течения идеального газа показала, что увеличение числа ячеек приводит к значительному снижению уровня ошибок и достаточно быстрой сходимости решения. Расчеты были проведены на трех сетках, содержащих соответственно 46X10, 67X15 и 95X20 ячеек, построение которых осуществлялось по единому алгоритму. [19]
Единственным важным частным случаем, когда это можно сделать, является течение идеального газа в непроницаемой цилиндрической трубке без помещенных в нее тел и при отсутствии массовых сил. [20]
В случае неравновесного потока необходимо учитывать ряд новых процессов передачи химической энергии, которые не учитываются в равновесных потоках или при течении идеального газа. В частности, при взаимодействии неразрушаемой поверхности с потоком существенными оказываются ее каталитические свойства. Несмотря на то, что о значительном влиянии гетерогенной рекомбинации на теплообмен при гиперзвуковых скоростях полета стало известно еще в 50 - е годы [17], проблема описания гетерогенных каталитических процессов в гиперзвуковых потоках остается актуальной и в настоящее время. По сравнению с кинетикой гомогенных реакций механизм и скорости процессов, определяющие взаимодействие газа с поверхностью гораздо менее изучены и выражены количественно. Тем не менее, понимание и контроль за этими процессами имеют решающее значение для разработки и создания теплозащитных систем, применяемых при входе космических аппаратов в атмосферу планет. Так, если отличие в тепловых потоках для различных моделей гомогенных химических реакций достигает 25 %, то тепловые потоки, полученные при различных предположениях о каталитических свойствах поверхности, отличаются значительно больше. Тепловой поток к лобовой поверхности аппарата может быть снижен за счет использования некаталитического покрытия в несколько раз на значительной части траектории спуска, включая область максимальных тепловых нагрузок. [21]
В случае неравновесного потока необходимо учитывать ряд новых процессов передачи химической энергии, которые не учитываются в равновесных потоках или при течении идеального газа. В частности, при взаимодействии неразрушаемой поверхности с потоком суще ственными оказываются ее каталитические свойства. Несмотря на то, что о значительном влиянии гетерогенной рекомбинации на тепло обмен при гиперзвуковых скоростях полета стало известно еще в 50 - е годы [17], проблема описания гетерогенных каталитических процессов в гиперзвуковых потоках остается актуальной и в настоящее время. По сравнению с кинетикой гомогенных реакций механизм и скорости процессов, определяющие взаимодействие газа с поверхностью гораз до менее изучены и выражены количественно. Тем не менее, пони мание и контроль за этими процессами имеют решающее значение для разработки и создания теплозащитных систем, применяемых при входе космических аппаратов в атмосферу планет. Так, если отличие в тепловых потоках для различных моделей гомогенных химических реакций достигает 25 %, то тепловые потоки, полученные при различных предположениях о каталитических свойствах поверхности, отличаются значительно больше. Тепловой поток к лобовой поверхности аппарата может быть снижен за счет использования некаталитического покрытия в несколько раз на значительной части траектории спуска, включая область максимальных тепловых нагрузок. [22]
Запрет решения, изображенного на рис. 34, б, по причине его неустойчивости относительно возмущения начальных данных аналогичен запрету ударных волн разрежения при математическом описании течения идеального газа. [23]
Эти варианты отличались распределением закрутки в начальном сечении сопла и пронумерованы так же, как в работе [7], где приведено описание сопла и результатов расчета течения идеального газа. [24]
Из уравнения следует также, что в потоке влажного пара отношение давлений в скачке уплотнения определяется не только числом Мг ( как это имеет место при течении идеального газа), но еще и абсолютными значениями термических параметров среды перед ударным фронтом. [25]
В статье ( Bayliss and Turkel, 1982), посвященной анализу линейных неотражающих условий ( построенных на основе рассмотрения расходящихся в пространстве волн), рассматривается также пример квазиодномерного течения идеального газа в сопле переменного поперечного сечения в нелинейной постановке. Так как одномерные бегущие волны не ослабевают по координате, то условия типа (2.38), (2.46) не могут быть применены. Анализ показал, что неотражающее условие на выходе может существенно ускорить сходимость. Исследовано также влияние значения коэффициента а на достижение установившегося состояния. Найдено, что количество временных шагов для этого при а 0 278 равно 118, а с увеличением а от 1 до оо оно находилось в пределах 160 - 180 шагов. [26]
Основываясь на этих соображениях, картину обтекания можно схематически рассматривать как состоящую из двух областей: области вблизи обтекаемого тела, в которой существенны силы вязкости ( пограничный слой), и внешней области течения идеального газа. Относительно малая толщина пограничного слоя позволяет значительно упростить уравнения Навье - Стокса. [27]
Отметим книгу И. П. Гинзбурга ( 1958), а также статьи П. В. Дворниченко ( 1952), С. В. Романенко ( 1953), Г. Л. Гродзовского ( 1958), И. И. Межирова ( 1958), Н. М. Беля-нина ( 1964), в которых изучается течение идеального газа. [28]
Одной из задач газовой динамики является разработка способов эффективного торможения сверхзвуковых течений вязкого газа. Использование теории течений идеального газа для расчета торможения сверхзвукового потока не всегда допустимо. Эксперименты показывают, что часто влияние вязкости не сосредоточивается в тонком пограничном слое, образующемся у поверхности обтекаемых тел, а распространяется на все течение. Это наблюдается в случаях, когда возникает отрыв пограничного слоя. Отрыв пограничного слоя при сверхзвуковых скоростях обычно происходит под влиянием скачков уплотнения. В сверхзвуковом пограничном слое есть область дозвуковых скоростей, по которой повышенное давление за скачком, распространяется навстречу потоку, вызывая утолщения или отрыв пограничного слоя. В месте отрыва у стенки возникает еще один косой скачок. Отрыв может возникнуть и под влиянием положительного градиента давления при торможении сверхзвукового потока в плавно сужающемся канале. [29]
Отметим, что при переходе через ударную волну энтропия изменяется; указанному направлению соответствует возрастание энтропии - как того и требует второе начало термодинамики. Таким образом, течение идеального газа с ударными волнами, в отличие от течения с непрерывным полем скорости, уже необратимо ( ср. [30]
Страницы: 1 2 3