Структура начального участка сверхзвуковой перерасширенной осесимметричной струи

Течение струи определяется параметрами , , и геометрией сопла (углом сопла на срезе).

1. Если и , то (линии Маха).

Соответствующая схема течения представлена на рис.2.6.

Рис.2.6. Схема течения сверхзвуковой перерасширенной
осесимметричной струи при и

Однако такое течение может наблюдаться только в профилированных расчетных соплах. На практике для конических сопел и сопел с укороченной сверхзвуковой частью будут иметь место скачки уплотнения, а не линии Маха.

2. При образуются слабые волны разрежения, отражающиеся от свободной границы в виде волн давления (рис.2.7).

Рис.2.7. Формирование волн разрежения и волн давления

Таким образом наблюдаются небольшие изменения давления по сечениям.

3. При (недорасширенная струя) наблюдаются два режима, показанные на рис.2.8.

а)

б)

Рис.2.8. Режимы течения недорасширенной струи:

а – регулярное отражение (х-образные скачки);

б – нерегулярное отражение скачков (при большем, чем в режиме а)

4. При (перерасширенная струя) также наблюдаются два режима, изображенные на рис.2.9.

а)

б)

Рис.2.9. Режимы течения перерасширенной струи:

а – регулярное отражение (х-образные скачки);

б – нерегулярное отражение скачков (при меньшем, чем в режиме а)

Отличие перерасширенной струи от недорасширенной состоит в наличии участка I.

5. Вход скачка в сопло и отрыв потока от стенок.

Общая схема входа скачка в сопло показана на рис.2.10.

Рис.2.10. Вход скачка в сопло

Структура потока при отрыве в сопле приведена на рис.2.11, а характеристики отрыва – на рис.2.12, 2.13.

Рис.2.11. Структура потока при отрыве от стенок сопла

Рис.2.12. График

Рис.2.13. График

По заданным и при определяют отношение () отрыва по кривой, изображенной на рис.2.12. С использованием графика – рис.2.13, находят .
По определяют , и др.