2.Расходная характеристика.

Итак, мы построили сопло, которое при заданных входных и выходных параметрах будет работать в расчетном режиме. Но противодавление на выходе не обязательно должно обеспечивать работу сопла в расчетном режиме с расчетным расходом. Построим теперь для нашего, уже спроектированного сопла, расходную характеристику в зависимости от выходного давления (см. рис.3).

Будем откладывать по оси абсцисс безразмерное давление , а по оси ординат безразмерный приведенный массовый расход .

Приведенный массовый расход получается из обычного массового расхода, записанного в форме (18), если «убрать» параметры торможения:

. (25)

Чтобы теперь получить безразмерный приведенный расход, необходимо поделить (нормировать) приведенный расход на его максимальное значение, а максимальным, очевидно, будет расход в расчетном режиме

(26) (У площади выходного сечения индекс расчетного режима «р» не ставится, т.к. сопло уже построено, площади его сечений, в том числе выходного, не меняются). Тогда безразмерный приведенный расход .

Таким образом, нужно построить зависимость , и полученное нами соотношение:

(27)

позволяет составить план построения этого графика.

1.Если выходное давление , в сопле наступает режим запирания; возмущения из расширяющейся части сопла перестают проходить за горло в суживающуюся часть, течение газа в области от входа до горла перестает зависеть от выходного давления, в том числе перестает меняться расход. Это постоянное значение расхода совпадает с максимальным расходом расчетного режима, безразмерный приведенный расход равен единице:

при .

2.Если выходное давление , режим течения нерасчетный, расход меньше максимального и определяется формулой (27). Для построения этой ниспадающей части графика необходимо:

1)в интервале давлений выбрать 5 – 7 значений безразмерного давления p; например, если =0.985, то удобно взять в промежутке {0.985-1} безразмерные давления 0.987, 0.9901, 0.9929, 0.9953, 0.9971, 0.9986, 0.9995 (см. таблицу газодинамических функций);

2)по таблице определить функцию тока , соответствующую выбранному давлению , затем найти отношение , и на графике отметить очередную точку.

Осталось выяснить, откуда возьмется давление , если нам известно безразмерное давление расчетного режима .

Функция тока q – двузначная; одно и то же значение функции тока получается при двух значениях числа Маха (одно число Маха соответствует дозвуковому режиму течения, другое – сверхзвуковому), следовательно, одному значению функции тока соответствуют два безразмерных давления. Ситуация, при которой в горле сопла достигается звуковой режим, наступает режим запирания, расход достигает своего максимального значения, а функция тока на выходе принимает значение , наблюдается при двух выходных давлениях: и . Следовательно, определить можно так: найдя по в таблице расчетную функцию тока , ищем в столбце функций тока q (двигаясь вверх, к началу таблицы) второе такое же (или максимально близкое к нему) значение. Второе безразмерное давление, соответствующее той же функции тока и будет нашим . Например, если =0.2 (ближайшее табличное значение p=0.1985), =0.7404; двигаясь вверх, находим второе максимально близкое к значение функции тока q=0.7419, которому соответствует давление p=0.8455. Это и будет искомое .