Введення
сопло газодинамический повітряний потік
Сопло Лаваля - технічне пристосування, яке служить для прискорення газового потоку що проходить по ньому до швидкостей, що перевищують швидкість звуку. Широко використовується на деяких типах парових турбін і є важливою частиною сучасних ракетних двигунів і надзвукових реактивних авіаційних двигунів. p align="justify"> Сопло являє собою канал, звужений в середині. В простому випадку таке сопло може складатися з пари зрізаних конусів, сполучених вузькими кінцями. Ефективні сопла сучасних ракетних двигунів профілюються на підставі спеціальних газодинамічних розрахунків. p align="justify"> Сопло було запропоновано в 1890 р. шведським винахідником Густафом де Лавалем для парових турбін.
У ракетному двигуні сопло Лаваля вперше було використано генералом М. М. Поморцева в 1915 р.. У листопаді 1915 року в Аеродинамічний інститут звернувся генерал М. М. Поморцев з проектом бойової пневматичної ракети. Ракета Поморцева приводилася в рух стисненим повітрям, що істотно обмежувало її дальність, але зате робило її безшумною. Ракета призначалася для стрільби з окопів по ворожих позиціях. Боєголовка оснащувалася тротилом. У ракеті Поморцева було застосовано два цікавих конструктивних рішення: в двигуні малося сопло Лаваля, а з корпусом був пов'язаний кільцевої стабілізатор. p> У цій роботі потрібно розрахувати параметри течії повітряного потоку в соплі Лаваля. Для цього профіль сопла Лаваля розбивається на 150 контрольних точок -. Розбиття здійснюємо таким чином, щоб мінімальний перетин розташовувалося в точці. Визначаються значення газодинамічних функцій тиску, щільності і температури в кожному перетині. p> Теоретичні основи
Сопло Лаваля являє собою насадок на камеру згоряння. Воно складається з сужающейся і розширюється частин і призначається для перетворення дозвукового потоку на вході в сопло в надзвуковий потік на виході. p> Основне рівняння, що зв'язує градієнт площі перетину, градієнт швидкості і число Маха, наступне:
.
У цьому рівнянні
S - площа перерізу сопла;
v - швидкість газу;
M - число Маха (відношення швидкості газу в будь-якій точці потоку до швидкості звуку в цій же точці).
Аналізуючи це співвідношення, отримуємо, що в соплі Лаваля можуть здійснюватися такі режими течії:
) M <1 - потік на вході дозвуковой: [1]
а) <0, тоді> 0 (з рівняння). Дозвуковой потік в сужающемся каналі прискорюється. p> б)> 0, тоді <0. Дозвуковой потік в розширюється каналі гальмується. p>) M> 1 - потік на вході надзвуковий:
а) <0, тоді <0. Надзвуковий потік в сужающемся каналі гальмується. p> б)> 0, тоді> 0. Надзвуковий потік в розширюється каналі прискорюється. p>) = 0 - найвужче місце сопла, мінімальний перетин.
Тоді можливе або М = 1 (потік переходить через швидкіс...
