ВДУВ ГАЗА И ВПРЫСК ЖИДКОСТИ В СОПЛО
Если через отверстие в стенке сопла втекает в поток вторичная струя жидкости или газа, то часть потока отклоняется от стенки; а вверх по течению от отверстия образуется зона повышенного давления. При этом возникает боковая сила, которая складывается из реактивной силы вторичной струи и равнодействующей сил давления в области отрыва потока.
v Обтекание струйного препятствия в сопле сопровождается не только возникновением боковой силы, то и приростом тяги, так как сопротивление вторичной струи не передается соплу, а равнодействующая сил повышенного давления по зоне отрыва имеет осевую составляющую (боковая стенка сопла наклонена к оси РДТТ).
Вторичная струя жидкости или газа воздействует на основной поток как источник массы, количества движения и энергии. Так, в плоском сверхзвуковом сопле (с выходным сечением высотой ha) воздействие вторичной струи бесконечно малой интенсивности dm приводит к повышению давления в потоке:
,
где Н, р - энтальпия и давление в потоке; v=Ма - скорость потока; vBT - скорость вторичной струи; vBTcos - осевая составляющая скорости вторичной струи; N - молярная масса.
Равнодействующая сил давления по возмущенной области длиной равна ,а соответствующий удельный импульс определяется соотношением
.
Удельный импульс боковой силы при вдуве (впрыске) газа (жидкости) в закритическую часть сопла (табл. 4.14. к=1,24, Т=300К, М=2,5):
.
где Iвт - собственный удельный импульс вдуваемой (впрыскиваемой) струи.
Коэффициент усиления при вдуве инертного газа в закритическую часть сопла.Возмущенную пристенную зону, возникающую при вдуве газа в закритическую часть сопла, можно разделить на две части: вверх и вниз по течению от отверстия вдува, находящегося на расстоянии l от выходного сечения сопла. Коэффициент усиления для первой части области, характеризуемой отрывом потока перед трехмерным струйным препятствием, равен 1,5...1,8, а коэффициент усиления для второй области увеличивается пропорционально (l/dэ)0,5. В результате анализа экспериментальных данных имеем
,
где - угол между осью канала вдува и осью сопла ракетного двигателя; — эквивалентный диаметр отверстия (здесь и— расходные комплексы для газов вторичного и основного потоков; ).
Приведенная формула для Ку справедлива до тех пор, пока центральный угол охвата возмущенной области в выходном сечении сопла 2 а менее 160°. При распространении возмущения на противоположную вдуву сторону сопла (2 а>160°) коэффициент усиления уменьшается, и уменьшение пропорционально а (80° а 160°):
.
Таблица 4.14
Дата добавления: 2016-06-29; просмотров: 2086;