5. Последовательность выполнения
расчетного задания.
Подводя итоги, запишем последовательность действий при выполнении расчетного задания.
Профилирование сопла.
Находим критическую скорость по (12), безразмерную критическую плотность
по таблицам газодинамических функций,
либо по (10), размерное значение плотности
в критическом сечении
-
по (10), предварительно найдя
по
уравнению состояния (21).Находим площадь критического сечения
,
подставив данные в формулу (20), и диаметр
критического сечения
из
(22).По известным давлению торможения входного сечения и противодавлению расчетного режима находим
,
в таблицах газодинамических функций
находим соответствующие этому
безразмерному давлению функцию тока
и остальные параметры с индексом «1р».Определяем площадь выходного сечения по (23) и диаметр выходного сечения
.По двум диаметрам , и углу раствора конуса a строим расширяющуюся часть сопла.
Пристраиваем к расширяющейся конусообразной части сопла суживающуюся, дозвуковую часть, взяв в качестве образующих произвольные кривые (они должны располагаться симметрично относительно оси сопла и для протекающего между ними потока газа быть выпуклыми, то есть площадь сечения на входе в сопло должна стремиться к бесконечности, что соответствует параметрам торможения, заданным на входе (см. рис.)
Построение расходной характеристики.
В таблицах газодинамических функций находим второе (помимо
)
безразмерное давление, для которого
функция тока
.
Найденное давление -
.
На
чертеже зависимости безразмерного
приведенного расхода
от
безразмерного выходного давления
строим
часть графика, соответствующую режиму
запирания: при
.
Для построения оставшейся части графика делим интервал на несколько промежутков по давлению (берем 5 – 7 значений безразмерного давления p между и 1, удобно брать табличные значения p). По таблицам находим для каждого p соответствующую ему q, определяем безразмерный приведенный расход и наносим точку на график. Затем все построенные точки соединяем плавной падающей кривой (см. рис.).
Расчет параметров перед и за скачком уплотнения, в выходном сечении.
Задаем положение скачка площадью сечения согласно (28).
Определяем функцию тока слева от скачка
по
(30a)
или (30b).При помощи таблиц находим по функции тока скоростной коэффициент >1 и остальные безразмерные параметры с индексом «1ск».
Определяем безразмерную скорость справа от скачка <1 по формуле Прандтля (31), и по таблицам находим
и
остальные параметры с индексом «2ск».Рассчитываем функцию тока в выходном сечении по (32); по таблицам определяем
и остальные параметры «1» на выходе из
сопла.Находим коэффициент неизоэнтропийности c по (34), затем безразмерное давление «теоретического» режима по (35). При помощи таблиц определяем скоростной коэффициент и остальные параметры «теоретического» режима.
Определяем КПД сопла по (36).