Косые скачки уплотнения

Прямой скачок

Скачки уплотнения. Образование скачков уплотнения

Резкое движение поршня вправо, возникает волна давления в сечении 1.

Н - начальное состояние газа

Скорость распостранения ударной волны

в частном случае

В частном случае если волна слабая = звуковая волна то Wв=0, то есть нет попутного движения газа.

Возьмем за систему отсчета скачек уплотнения. (фронт волны = наблюдатель)

Фронт волны неподвижен, а газ движется через него.

W₁=W_газ-W_в

Приблизительные Толщины скачков давления

M_н=2, δ_ск=18*10^-5мм

M_н=6, δ_ск=8*10^-5мм

1)При пререходе через прямой скачек возникает торможение потока

λ₁< λ_H

λ₁*λ_H=1 – кинематическое соотношение прямого скачка.

2) T₁>T_Н - повышается температура

причем

3) P₁>P_H повышение статического давления

где

4) ρ ₁> ρ _H Увеличивается ρ

при имеем

Т.к. λ_max имеет макс значение то при k=1.4 макс увеличение плотности в 6 раз

5) Уменьшение полного давления. (давления торможения)

-коэффициент полного давления <1

Вычисление параметров после прохожения через косой скачок.

Формулы те же что и для прямого скачка но вместо λ_Н применяем λ_Hn

Рис 4-1. Сверхзвуковое течение газа в область повышенного давления.

Рассмотрим движение сверхзвукового по­тока вдоль плоской стенки AB, вытекающего в среду с повышенным давлением (рис. 4-1). Слева от точки В ско­рость будет давление и температура. Правее точки В (за линией ВС) поддерживается давление бо­лее высокое, чем. Если разность давлений — мала, то в точке В возникает слабая волна сжатия BK

Если изменение давления в точке В станет конечным, то, как показывает эксперимент, волна переместится в по­ложение ВК и будет обладать не бесконечно малой, а ко­нечной интенсивностью.

По мере увеличения давления линия ВК будет поворачиваться относительно точки В влево {ВК', ВК" и т. д.). При переходе через волну ВК газ сжимается и моток отклоняется на некоторый угол δ вверх от направления невозмущенного потока АВ. С ростом сжатие газа в волне ВК и угол отклонения δ увеличи­ваются.

Волна ВК называется плоским косым скачком уплотнения или плоской ударной волной.

При переходе через такую ударную волну поток испытывает скачкообразные изменения давления, скорости и других параметров.

Положение скачка определяется углом (β между плоскостью скачка ВК и первоначальным направлением потока АВ (рис. 4-1).

Образование косых скачков уплотнения можно просле­дить также на простейшем примере обтекания стенки ABC, повернутой в точке В на некоторый конечный угол S навстречу потоку (рис.4-2).

Благодаря такому повороту стенки сечение струйки уменьшается и она суживается. В сверхзвуковом потоке это приведет к повышению давления (>).Причем повышение давления происходит скачкообразно при пере­ходе через поверхность* ВК* являющуюся поверхностью скачка

Скачок уплотнения, возникающий перед телом, называются головным, а за кормой тела - хвостовым. Скачок уплотнения, имеющий общую точку с породившим его препятствием, называется присоединенным. Прямой скачок уплотнения всегда смещен относительно препятствия вперед и, следовательно, является отсоединенным.