Расстояние предельной траектории частиц для двух контуров сопла

Контур	при
1,5	3,5	4,5		5,2
С отгибом на концевом участке Оптимальный	0,06   0,06	0,045	0,025	0,025	0,035

Рис. 4.4. Осесимметричное течение многофазной смеси в сверхзвуковой части сопла:

—— - предельные траектории частиц различных диаметров (1-1,7 мкм; 2-3 мкм; 3-4,7 мкм; 5-11 мкм); - - - - изолинии чисел Маха (6-1,7; 7-2,0; 8-2,3; 9-3,0); — • — — безразмерный поток частиц на стенку p_sv_sn/ .

Рис. 4.5. Оптимальный контур (1) и контур с отогнутой под углом 22° 30' концевой частью (2).

На выпадение частиц влияют профили до-, транс- и особенно сверх­звуковой частей сопла. В утопленном сопле предельная траектория на­чинается раньше и отстоит дальше от стенки, чем в сопле с конической входной частью; поэтому во втором случае выпадение более вероятно, чем в первом. Скругление угловой точки в области критического сече­ния также помогает избежать выпадения частиц на стенку сопла.

Наиболее существенное влияние на выпадение частиц оказывает геометрия сверхзвуковой части сопла. Не происходит выпадения частиц на сверхзвуковые части конических и.коротких (d_а/d 2,5) сопел.

В соплах, спрофилированных для равновесного течения, происходит выпадение частиц на концевых участках (рис. 4.4). Чтобы избежать этого, конечный участок раструба сопла может быть отогнут так, чтобы стенка на этом участке была параллельна предельной траектории (при­мерно 22,5^о к оси сопла).

При оптимизации профиля сопла для неравновесного многофазно­го течения исходят из условия, чтобы образующая сопла находилась на заданном минимально допустимом расстоянии h от предельной траек­тории. Изменение, угла-наклона оптимального контура имеет немоно­тонный характер (табл. 4.4), такой контур имеет внутренние точки излома [5]. Выигрыш удельного импульса оптимального контура по сравнению с контуром, построенным для равновесного течения и отог­нутым в концевой части, составил 15 м/с (рис. 4.5).

Турбулентный перенос частиц несколько подвигает предельную траекторию частиц ближе к стенке.