Сверхзвуковое сопло с косым срезомшестеренко

Сверхзвуковое сопло с косым срезомшестеренко

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОв СКОМУ Св ТВЛЬСТВУ (е1) Дополмительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 240579 (21) 2771360/23-05 (51)М. КЛ.

Союз CooITckNx

Сецнаанстнчесннк

Республнм с присоединением заявки й9

В 05 В 1/12

Государственный комнтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 15.03,81 Бюллетень N9 10 (53) УДК 678.056 (088. 8) Дата опубликования описания 15.0 331 (72) Автор изобретения

Н.A.Øåñòåðåíêî и (71) заявитель (54) СВЕРХЗВУКОВОЕ СОПЛО С КОСЫМ СРЕЗОМ

Изобретение относит я к технике напыления аэрозолей на иэделия.

Известно сверхзвуковое сопло с косыве срезом, содержащее дозвуковой конфузор с критическим сечением на выходе и козырек, идущий от одной кромки среза критического сечения по радиусу, исходящему иэ противоположной кр мки среза критического сече- 10 ния и прогрессивно увеличивающемуся по мере его удаления от критического сечения t1).

Недостатком этого сопла является большой путь пробега частиц аэрозо» ля в потоке газов прежде, чем успеют отделиться друг от друга, а это приводит к сильному искривлению траектории полета частиц, особенно мелких. В результате чего онн следуют по направлению потока газов и напыление частиц аэрозоля на изделия необходимо производить прн ударе струи газов о подложку (изделие), а это, в свою очередь, вызывает интен.сивное высыхание адгеэнва и возникновение на подложке воздушной подушки от напора струи, мешающей проникновению частиц на подложку.

Цель изобретения — повышение эффективности напыления.

Указанная цель достигается тем, что в сверхзвуковом сопле с косым срезом, содержащем дозвуковой конФузор с критическим сечением на выходе и козырек, идущий от одной кромки среза критического сечения по радиусу, исходящему из противоположной кромки среза критического сечения н прогрессивно увеличивающемуся по мере его удаления от критического сечения, дозвуковой конфуэор перед критическим сечением выполнен с осью, идущей по ломаной или кривой линии., касательная к которой не пересекает ось дозвукового конфузора.

На фиг.1-4 изображены варианты выполнения сверхзвукового сопла с косым срезом.

Сверхзвуковое сопло содержит дозвуковой конфузор 1 с критическим сечением на выходе и козырек 2, иду" щий от одной кромки среза критичес-. кого сечения по радиусу.R, исходящему из противоположной кромки среза и.прогрессивно увеличивающемуся по мере его удаления от критического сечения. Ось дозвукового конфуэора 1 перед критическим сечением идет по ломаной или кривой линни, каса812356 тельная к которой не пересекает ось дозвукового конфузора 1.

Сверхзвуковое плоское сопло (фиг.1) с косым срезом образовано стенками 3 и 4, идущими по образующим ABB ГДЕЖ и двумя плоскостями 5, перпендикулярными этим стенам 3 и

4 и имеющими конфигурацию АБВЖЕЦГ и АБЖЕДГ. Ось дозвукового конфуэора

1 сопла сначала идет по прямой линии 00, затем поворачивается вокруг кромки Б по ломанной линии 0>0@0 .

Сечение RE является критическим сечением. . Вокруг кромки Б ось поворачивается по плавной кривой линии 0„0 (фи г. 2) . В частном случае она может идти по радиусу, исходящему из кромки Б и уменьшающемуся по мере приближения к критическому сечению.

Ось О, О,описывает кривую вокруг кромки Ж (фйг.3). При этом .стенка 3 образована образующей, идущей по линии AKBB и.стенка 4 идет по линии

БЖ. Соответственно, плоскость 5 ограничена линией AKBBEI или АКБЖГ.

Следует отметить,-что касательная линия к оси 0,0 0» или О, О, нигде не пересекает ось 00, О 0 или ОО О

Козырек 2 идущий по линии БВ, образован радиусом R который исходит из кромки Ж и увеличивается по мере удаления от критического сечения БЖ (фиг,1) .

На фиг.4 изображено сверхзвуко" вое сопло с косым срезом, у которого стенка 3 образована линией AKRB a стенка 4 образована линией ГЦЕЖ.Соответственно, плоскость 5 ограничена линией АКБВЖЕЦГ или АКБЖЕДГ.

Подложка (изделие) Б устанавливается вне эоны потока газов,идущих из сопла (устанавливается в зоне. выброса частиц аэрозоля в зависимости от режима работы

Сверхзвуковое сопло с косым срезом работает следующим образом.

Под действием сверхзвукового,пе .Репада давления аэрозоль поступает в сопло и на участке от сечения АГ до сечения BE разгоняется до звуковой скорости, дальнейший разгон поток получает при расширении его no закону Прантля-Майера, отгибая кромку Ж. Причем его расширение идет по козырьку 2 ° На участке оси. 00., поток разгоняется до скоростей, близких к звуковым (примерно 280-300 м/с).

На этом участке ocb дозвукового конфузора 00„ идет по прямой линии. На участке, где ось 0, 0 О, или 0 0» делает поворот, частицы аэрозоля, обладая большой силой инерции г группируются к кромке Ж (фиг.1,2 и 4) или к кромке Б (фиг. 3) . При дальнейшем раз гоне потока, гаэ расширяется .по козырьку 2 до расчетною режима.

Из газодинамики. известно, что сверхзвуковой поток газов движется по

60 ся на напылении аэрозоля на изделия.

Формула изобретения

Сверхзвуковое сопло с косым сре эом, содержащее дозвуковой конфузор с критическим сечением на выходе и

65 инерции и имеет при этом направление. то,которое имел на расчетном режиме.

Так как инерционные силы у частиц аэрозоля больше, чем у молекул газа, то частицы продолжают двигаться вбок потока газов и покидают его.

В соплах, изображенных на фиг.1, 2 и 4, частицы сгруппированы у кромки Ж и частицам путь в сверхзвуковом потоке, необходимлй для выхода из

1О него, минимален. Линия тока элементарных струек газа повторяет геометрию линии БВ. В то же время, частицы аэрозоля, которые были сгруппированы около кромки Ж, должны преодолеть небольшой сектор, заключенный между сечениями БЖ и ВЖ. В сечение ВЖ частицы аэрозоля максимально близко сгруппированы около кромки Ж и обладают силой инерции, направление которой отлично от направления потока

20 газов, что обеспечивает максимальную эффективность частицам для выброса их из потока газов, разгоняющих их.

При этом скорость этих частиц имеет максимальные значения, которые они 5 способны получить при дозвуковом пеРепаде давлений.

В сопле, изображенном на фиг.3 частицы аэрозоля группируются по инерции на дозвуковом участке у кромки Б. На участке ьВ частицы получают дальнейшее ускорение. Причем это ускорение близко по направлению к силам. инерции частиц. Следовательно, частицы двигаются к кромке В с ускорением, практиот.ки не изменяя направления, В сечении ВЖ поток газов имеет направление, смещенное от перпендикуляра к сечению RE в сторону кромки E„ а частицы аэрозоля обладают

40 максимальными силами инерции, которые можно получить при данном сверхзвуковом перепаде давления и которые не совпадают с направлением движения сверхзвукового потока га4 эов и близки к направлению оси 00 .

Технический эффект изобретения заключается в том, что частицы аэрозоля с максимальной скоростью, которую они могут развить при сверхур звуковом перепаде, осаждаются на подложку, которая находится вне зоны движения сверхзвукового потока газов, в результате чего на подложке не возникает подушки уплотненного газа, мешающей проникновению частиц к подложке. A также из-эа отсутствия интенсивного обдува подложки набегающим потоком газов, скорость высыхания адгеэива значительно уменьшается, что положительно сказывает812356 козырек, идущий от одной кромки сре-, за критического сечения по рациусу, исходящему из противоположной кромки среза критического и прогрессивно увеличивающемуся по мере его удаления от критического сечения., о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности напыления, дозвуковой конфузор перед критическим сечением выполнен с осью,, идущей по ломаной или кривой линии, касательная к которой не пересекает ось дозвукового конфузора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сергель О.С. Прикладная гидрогазодинамика. Конспект лекций, ч. П, МАИ, М., 1968, с.68 (прототип).

812356

Составитель А.Чал-Норв

Редактор Н.Минко Техред М.Рейвес Корректор M.Шароши

Заказ 622/8 Тираж 762 Подаисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР иО делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4