Система уравнений газодинамики для осредненных параметров вторичной (охлажденной) струи

Система уравнений газодинамики для осредненных параметров вторичной струи аналогична системе уравнений для основной струи. Исходные данные определяются по формулам (2.6)–(2.11) подраздела 2.3.2 и на основании условий

;

и .

Получаем:

;

;

;

;

.

При размещении патрубков в первой "бочке" диапазон - следует разделить на четыре участка, при размещении во второй "бочке" – делить на три участка, при размещении в третьей "бочке" – на два участка. Методика расчета была разработана впервые О.Н. Кудрявцевым. По данной методике можно рассчитать параметры струи, измененной воздействием одних патрубков за счет его сопротивления без подачи воды. Результаты расчета для анализа влияния патрубков приведены на рис.2.19, 2.20.

Рис.2.19. Структура течения струи за срезом патрубка

Рис.2.20. Графический анализ параметров течения за срезом патрубка (рассекателя) без ввода воды (, )

На графике видно значительное уменьшение и под воздействием патрубков.

Пример расчета охлажденной струи двигательной установки изделия ЭУ-15 при испытаниях на стенде 2 (НИИХИММАШ)

Состав исходных данных:

расстояние от среза сопла до поверхности лотка стенда ;

параметры на срезе сопла ; ; ; ; ; ;

– для , при этом ;

условия подачи воды:

диаметр патрубков ;

количество патрубков – 4;

глубина погружения в струю ;

расстояние от среза сопла до среза патрубков ;

угол наклона ;

относительная площадь патрубков .

Выполняем расчет.

1. Определение дополнительных критериев струи

критерий , ;

в конечном сечении ;

размеры первой "бочки" ударно-волновой структуры

;

расстояние до точки падения скачка

.

Из следует, что патрубки погружены в максимальное сечение струи и потери будут минимальны.

2. Определяем коэффициент потерь импульса. В соответствии с разделом 2.3.1 получаем .

3. Расчет начальных параметров охлажденной струи:

коэффициент скорости

;

нерасчетность

;

критерии и .

4. Расчет длины "бочек" и конечного сечения газодинамического участка:

;

;

.

5. Определение давления на преграду под углом 90° и 60°:

при угле

,

где ,

;

при угле давление на преграду

.

Проведенные при испытаниях измерения показали, что максимальные значения давлений не превышали величины .