68. Отражение волн сжатия и скачков уплотнения от твердой стенки. Правильное и Маховское отражение от плоской твердой стенки.

Правильное отражение. Стенка расположена параллельно направлению скорости невозмущенного потока. Скачок образуется в точке А. При переходе через первичный скачок АВ линия тока отклоняется к прямой стенке на угол . В точке В этот поворот неосуществим, и граничная линия тока сохраняет направление стенки. В результате возникает отраженный косой скачок ВС. Углы падающего и отраженного скачков при этом неодинаковы, так как неодинаковы скорости перед и после скачка.

Маховское отражение. Если угол отклонения стенки , т.е. максимального угла отклонения (зависит от скорости за скачком), то отраженный скачок ИС искривляется и сдвигается против течения. При этом деформируется и первичный скачок АВ. Элемент DB этого скачка становится нормальным к стенке, система скачков приобретает λ-образную форму. За криволинейным скачком поток может быть сверхзвуковым. При существенном уменьшении или происходит деформация скачка АВ, преобразующегося в отошедший криволинейный скачок .

70. Режимы истечения из сопла Лаваля. Диаграмма режимов истечения. Использование обращенного сопла Лаваля на режиме глубокого перерасширения для сверхзвуковых входных устройств.

Рассмотрим течение в сопле Лаваля, считая его адиабатическим и изоэнтропическим. Расчетный режим истечения: величина противодавления окружающей среды равна расчетному значению для сверхзвуковой ветви.

Если эта величина больше минимального расчетного значения для дозвукового режима истечения, и меньше расчетного значения для сверхзвукового истечения, то течение в сопле изоэнтропично, при этом дозвуковых режимов может быть сколько угодно (определяется противодавлением), а сверхзвуковой – только один, так как изменение внешних условий не влияет на сверхзвуковой поток.

Если величина меньше минимального расчетного дозвукового значения и больше некоторого предельного (превышающего расчетное сверхзвуковое значение), при котором еще реализуется сверхзвуковая скорость на срезе, нарушается изоэнтропичность течения в сопле, возникают скачки уплотнения.

Режим сверхзвукового течения определяется соотношением противодавления и давлением на срезе сопла.

Режим недорасширения. В случае, если противодавление меньше, чем давление на срезе сопла. Сразу за соплом начинается расширение струи в веере волн разряжения. После расширения давление в струе выравнивается до , а в веере падает до , т.е. струя перерасширяется. На границе свободной струи волны расширения отражаются в виде волн сжатия, струя начинает опять сжиматься, давление опять выравнивается до , а за волнами возрастает до . Затем весь процесс повторяется с постепенным ослаблением волн обоих типов и выравнивания поля скоростей в струе.

Режим перерасширения. Давление в выходном сечении меньше, чем противодавление , и струя начинает сжиматься. При этом возникают косые скачки уплотнения, за которыми давление становится равным , а после отраженных от оси потока скачков давление возрастает до . Далее происходит также, как при режиме недорасширения.

При некотором значении ударная волна может принимать мостообразную форму, отражение скачков которой невозможно от оси потока. При дальнейшем уменьшении давления скачок перемещается внутрь сопла, в этом случае для определения параметров на срезе сопла изоэнтропическими соотношениями уже не пользуются.