К вопросу об установившемся режиме истечения газа из осесимметричных отверстий и сопел

F. I. Lukhtura

doi:10.31498/2225-6733.30.2015.52175

Authors

F. I. Lukhtura State higher educational establishment "Priazovskyi state technical university", Mariupol, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.30.2015.52175

Keywords:

hole, nozzle, flow coefficient, coefficient of speed, coefficient of compressibility of a jet

Abstract

Real parameters of the gas expiring out of narrowing nozzles of different configuration have been calculated knowing the discharge coefficients obtained experimentally. Rather a simple method to calculate the «second» critical pressure differential dependent on discharge coefficients at cut-off expiration modes has been offered. Using an inviscid fluid one-dimensional model the author has confirmed that it is impossible to receive critical speeds in the output hole. The method makes it possible to estimate the value of the pressure in the separation point (if it is available), where the Laval nozzle section is minimum and knowing «second» critical pressure differential (or total pressure at cut-off expiration). The received data can be used as initial data to calculate jet flows passing through various kind of holes. The analytical research results of gas discharge regime through the holes (nozzles) have shown, that a one-dimensional model can be used to calculate the parameters of the expiration through holes of different configuration in the nozzle narrowing part precisely enough to estimate changes of the main (basic) flow parameters in the channels of the holes. The analysis of the research indicates that the flow coefficients at flow-off expiration modes for convergent and convergent-divergent holes are identical and the parameters in critical section are identical as well. The total pressure recovery coefficient is approximately equal to the flow coefficient, there being losses of total pressure. The received results can be used in power engineering, metallurgy etc. developing various blowing devices and burners

Author Biography

F. I. Lukhtura, State higher educational establishment "Priazovskyi state technical university", Mariupol

Старший преподаватель

References

Меркулова Н.М. История механики газа / Н.М. Меркулова. – М. : Наука, 1978. – 232 с.

Франкль Ф.И. О задачах С.А. Чаплыгина для смешанных до- и сверхзвуковых течений / Ф.И. Франкль // Изв. АН СССР. Сер. математическая. – 1945. – Т.9, № 2. – С. 121-142.

Франкль Ф.И. Истечение сверхзвуковой струи из сосуда с плоскими стенками / Ф.И. Франкль // Докл. АН СССР. – 1947. – Т.58, № 3. – С. 381-384.

Газовые турбины авиационных двигателей / Г.С. Жирицкий, В.И. Локай, М.К. Максуто-ва, В.А. Стрункин. – М. : Оборонгиз, 1963. – 608 с.

Benson R.S. Compressible flow through a two-dimensional slit / R.S. Benson, D.E. Pool // Int. J. Mech. Sci. – 1965. – V.7, № 5. – P. 315-353.

Wehover S. Transonic flow in conical convergent and convergent–divergent nozzles with nonuniform inlet conditions / S. Wehover, W.C. Moger // AIAA Paper. – 1970. – № 70. – Р. 635.

Соколов В.Д. Коэффициент расхода осесимметричных сужающихся сопл с произвольным контуром / В.Д. Соколов, С.В. Ягодин // Уч. зап. ЦАГИ. – 1975. – Т.6, № 1. – C. 117-121.

Дейч М.Е. Техническая газодинамика / М.Е. Дейч. – М. : Энергия, 1974. – 592 с.

О критических режимах истечения перегретого и влажного пара из сопл, щелей и отверстий / М.Е. Дейч, В.К. Шанин, В.И. Соломко, В.А. Дорошенко / Теплоэнергетика. – 1973. – № 4. – С. 83-85.

Fenain M. Calcul des perfor mances d'une tuyère propulsive convergente. Comparaison avec l'expèrience / M. Fenain, L. Dutouquet, J.-L. Solignac // Recherche Aèrospatiale. – 1974. – № 5. – P. 261-276.

Танг С.П. Экспериментальное определение коэффициента расхода осесимметричного сверхзвукового сопла / С.П. Танг, Дж.Б. Фенн // РТК. – 1978. – Т.16. – № 1. – С. 53-60.

Тагиров Р.К. Теоретическое исследование течения идеального газа в сужающихся со-плах / Р.К. Тагиров // Изв. АН СССР. МЖГ. – 1978. – № 2. – С. 198-202.

Истечение газов с различными показателями адиабаты / Г.А. Филиппов, Г.А. Салтанов, В.А. Сивобород, Ю.С. Косолапов // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. – 1982. – № 1. – С. 121-126.

Косолапов Ю.С. Расчетно-теоретическое исследование истечения газа из плоских щелей и осесимметричных отверстий / Ю.С. Косолапов, В.А. Сивобород. // Изв. АН СССР. МЖГ. – 1984. – № 2. – С. 109-115.

Абалаков Г.В. Экспериментальное исследование критических расходомерных сопел с прямолинейными образующими проточной части / Г.В. Абалаков, В.М. Чефанов, А.П. Герасимов // Изв. ВУЗов. Авиационная техника. – 1987. – № 2. – С. 3-7.

Абалаков Г.В. Влияние диаметра входа и радиуса скругления входной кромки горловины на коэффициент расхода сопел с прямолинейными образующими / Г.В. Абалаков, В.М. Чефанов, А.П. Герасимов // Изв. ВУЗов. Авиационная техника. – 1989. – №3. – С. 78-80.

Тагиров Р.К. Влияние пограничного слоя на расход и удельный импульс сужающегося сопла / Р.К. Тагиров // Изв. ВУЗов. Авиационная техника. – 1988. – № 1. – С. 77-81.

Седов Л.И. Механика сплошной среды. Т.2 / Л.И. Седов. – М. : Наука. – 1988. – 424 с.

Черный Г.Г. Газовая динамика / Г.Г. Черный. – М. : Наука. – 1970. – 568 с.

Погорелов В.И. Газодинамические расчеты пневматических приводов / В.И. Погоре-лов. – Л. : Машиностроение, 1971. – 184 с.

Пирумов У.Г. Обратная задача теории сопла / У.Г. Пирумов. – М. : Машиностроение, 1988. – 240 с.

Ленцов И.А. Определение коэффициента расхода сужающихся и сверхзвуковых сопел с прямолинейными образующими проточной части / И.А. Ленцов, Н.В. Гудкова // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. – № 1. – 1991. – С. 88-89.

Лухтура Ф.И. О потерях энергии при течении газа в соплах. Часть I / Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2004. – Вип. 14. – С. 287-292.

Лухтура Ф.И. О потерях энергии при течении газа в соплах. Часть 2 / Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2005. – Вип. 15. – С. 167-172.

Лухтура Ф.И. О потерях энергии при течении газа в соплах. Часть 3 / Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2007. – Вип. 17. – С. 187-185.

Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Ч. 1 / Г.Н. Абрамович. – М. : Наука, 1991. – 600 с.

Годунов С.К. Разностная схема для двумерных нестационарных задач газовой динами-ки и расчет обтекания с отошедшей ударной волной / С.К. Годунов, А.В. Забродин, Г.П. Прокопов // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. – 1961. – Т.1. – № 6. – С. 1020-1050