Сверхзвуковое истечение
Cтраница 3
Если в минимальном сечении сопла Лаваля скорость достигла скорости звука, то в расширяющейся части она может стать больше или меньше скорости звука - в зависимости от величины противодавления. Дозвуковых режимов истечения данного газа из сопла Лаваля, заданных размеров, может быть очень много, в то время как существует только один режим сверхзвукового истечения, осуществляющийся при определенном значении противодавления, равном давлению в выходном сечении сопла. При несоблюдении этого условия в расширяющейся части сопла Лаваля возможны, так называемые скачки уплотнений ( когда давление в выходном сечении меньше величины противодавления), сопровождающиеся потерями энергии. Весовой расход газа при сверхзвуковом режиме не может превзойти максимального значения расхода в наименьшем сечении при достижении в этом сечении скорости звука. [31]
 |
Сверхзвуковое истечение струя. [32] |
Ра), при котором скорость истечения становится равной местной скорости звука с. Из гидродинамики известно [18], что для суживающихся и цилиндрических сопел скорость газа на срезе не может превысить скорость звука, так как для достижения сверхзвукового истечения необходимог чтобы за сечением, где число Маха М 1, происходило расширение потока. [33]
В работах такого рода предполагается существование токового слоя, отделяющего ударную волну от ускоряющего магнитного поля. Сложность процесса формирования фронта на первых стадиях разряда, отмеченная в работе [1], указывает на то, что этот вопрос значительно сложнее, чем он описывается идеальной схемой. Доказанное там сверхзвуковое истечение ( по переносу захваченного плазмой магнитного поля) плазмы дает основание предполагать наличие механизма, аналогичного существующему при движении поршня. Вопрос о токовом слое, распределении магнитного поля за фронтом ударной волны и обусловленной этим дополнительной диссипации энергии пока не выяснен. В настоящее время проводится работа в этом направлении. [34]
Опыты показали, что такая закономерность остается справедливой и для верхнего предела. При сверхзвуковом истечении газа звуковые волны не проникают за сопло в подводящую магистраль при дозвуковом - проникают сильно ослабленными; поэтому акустические свойства подводящей системы, в том числе и диаметр сопла ( при постоянном расходе), мало влияют на вибрационное горение. [35]
Качественно новая картина течения наблюдается при сверхкритических отношениях давлений в сопле. При дозвуковом истечении давление газа на выходе из сопла равно давлению в окружающей среде, другими словами, статические давления газов на входе в камеру смешения р и рг одинаковы. При звуковом или сверхзвуковом истечении эжектирующего газа давление на срезе сопла может существенно отличаться от давления эжектируемого газа. [36]
 |
Схема газоструйного излучателя Гартмана ( а и зависимость ( б давления р от расстояния х. [37] |
Гартман [6, 24 ] построил излучатель, позволяющий получить в воздухе звуковые мощности до 50 вт. Принцип действия излучателя заключается в следующем. При продувании через сопло 1 ( рис. 66, а) воздуха с избыточным давлением 8 8 - 104н / м2 происходит его сверхзвуковое истечение и давление в потоке становится периодически распределенным в пространстве. На рис. 66, б координаты аг и Ьг соответствуют началу и концу первой области неустойчивости. Если в таком потоке напротив сопла расположить резонатор 2, то происходит генерация звука. [38]
В этом случае лазер является тепловой машиной, непосредственно преобразующей теплоту в когерентное излучение. При нагреве газа возбуждаются поступательные, вращательные и в меньшей степени - колебательные степени свободы молекул. Если газ резко - охладить, то энергия колебат, степеней свободы может быть на нек-рое время заморожена. Для быстрого охлаждения применяют сверхзвуковое истечение газа через сопла. [39]
Газ вытекает со скоростью свыше 300 м / с, пролетая расстояние d за несколько микросекунд. Это время принимают за характерную временную константу процесса. В случае более медленного расширения газа, например в камере Вильсона, такое же изменение термодинамических параметров должно происходить за время порядка 1 мин. Естественно, возникает вопрос: в какой мере успевает установиться термодинамическое равновесие при сверхзвуковом истечении газа из сопла. [40]
Страницы: 1 2 3