Трансзвуковое сопло установки высокого давления

Трансзвуковое сопло установки высокого давления

Реферат

 

Трансзвуковое сопло установки высокого давления, состоящее из сужающейся входной и выходной частей, отличающееся тем, что, с целью создания крупномасштабного поля потока высоких давлений для обеспечения исследований в широком диапазоне чисел Re 10⁵-10⁹, в выходной части сопла, выполненной расширяющейся, установлен ряд дросселирующих и сопрямляющих хонейкомбов и сеток.

Изобретение относится к трансзвуковым установкам, используемым, в частности, в экспериментальной аэродинамике. Известно трансзвуковое сопло, состоящее из сужающейся входной и выходной частей, в котором осуществляется поджатие потока и его ускорение от 1-10 м/с до 200-400 м/с. При использовании такого сопла поперечное сечение потока в зоне расположения модели в 5-10 раз меньше сечения потока на входе в сопло, что позволяет проводить исследования крупномасштабных моделей и при высоких числах Re. Известно также трансзвуковое сопло трубы Людвига, состоящее из сужающейся входной и выходной частей. Недостатком этой конструкции трансзвукового сопла является то, что максимально допустимый размер испытываемой модели, ограниченный размером выходного сечения сопла, существенно меньше диаметра форкамеры установки, а поэтому сравнительно малы и реализуемые числа Re. Целью изобретения является создание крупномасштабного потока для обеспечения исследований в широком диапазоне чисел Re(10⁵-10⁹). Указанная цель достигается тем, что в выходной части сопла, выполненной расширяющейся, установлен ряд дросселирующих и спрямляющих хонейкомбов и сеток (при этом отношение площади среза выходной части к площади среза входной части сопла может составлять 50-10⁴). На чертеже изображено трансзвуковое сопло установки высокого давления. Сопло имеет сужающуюся входную часть 1 и расширяющуюся выходную часть 2, в корпусе которой установлены дросселирующие хонейкомбы 3 и успокаивающие поток сетки 4. Сопло работает следующим образом. Газ высокой энергии (давление, например, до 3000 кг/см²) подается из форкамеры на вход сопла. Используя геометрическое воздействие (расширение) на газ большой потенциальной энергии за счет повышения его энтропии при дросселировании на хонейкомбах, получают поток заданной плотности и скорости. Степень дросселирования и угол расширения сопла выбирают таким образом, чтобы параметры рабочего газа между хонейкомбами выравнивались по сечению потока во всем объеме. На выходном участке сопла газ проходит через 2-3 ряда сеток для снижения уровня пульсаций в потоке. Изменяя количество дросселирующих элементов, расстояние между ними и степень дросселирования, можно получить широкий диапазон трансзвуковых скоростей на выходе из сопла. Изобретение позволяет проводить исследования на крупномасштабных моделях в трансзвуковом потоке рабочего газа с числами Re 10⁵-10⁹ на установках высокого давления (P_ф 500-3000 атм), что позволит значительно расширить область их применения.

Формула изобретения

Трансзвуковое сопло установки высокого давления, состоящее из сужающейся входной и выходной частей, отличающееся тем, что, с целью создания крупномасштабного поля потока высоких давлений для обеспечения исследований в широком диапазоне чисел Re 10⁵-10⁹, в выходной части сопла, выполненной расширяющейся, установлен ряд дросселирующих и сопрямляющих хонейкомбов и сеток.

РИСУНКИ

Рисунок 1