Научная статья на тему 'Влияние сносящего потока на импульс струи'

Влияние сносящего потока на импульс струи Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
264
48
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ученые записки ЦАГИ
ВАК
Область наук

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Савинов А. А.

Представлены экспериментальные результаты по исследованию влияния скорости внешнего потока на импульс струи при ее истечении из отверстия в плоской поверхности по нормали к набегающему потоку.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Влияние сносящего потока на импульс струи»

________УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ и А Г И

Т о м XI 19 80

М 5

УДК 532.517.4

ВЛИЯНИЕ СНОСЯЩЕГО ПОТОКА НА ИМПУЛЬС СТРУИ

.4. .4. Савинов

Представлены экспериментальные результаты по исследованию влияния скорости внешнего потока на импульс струи при ее истечении из отверстия в плоской поверхности по нормали к набегающему потоку.

Известно, что струя, истекающая из отверстия в плоской поверхности в набегающий поток, приводит к возникновению на этой поверхности вторичных сил, которые обусловлены взаимодействием сносящего потока и струи. Одновременно это взаимодействие влияет и на истечение струи. Некоторые данные по этому вопросу содержатся в работах [I, 2].

Экспериментальные исследования влияния скорости сносящего потока на величину импульса струи при дозвуковых скоростях ее истечения были проведены на специально сконструированной для этой цели экспериментальной установке в аэродинамической трубе. Установка представляла собой круглый диск (0 = 600 мм), в центре которого было выполнено отверстие для сопла. Сопло крепилось на конце вертикальной трубы, подводящей сжатый воздух (рис. 1).

В целях исключения обдува грубы и сопла потоком и возникновения на них вертикальной силы, что могло существенно исказить результаты эксперимента, подводящая труба, сопло и диск были заключены в обтекатель. При этом зазор между диском и обтекателем с одной стороны, а также диском и соплом с другой был минимален и составлял примерно 0,2 мм. Подводящая труба и диск посредством тензоэлементов крепились к обтекателю, что позволяло одновременно и независимо измерять импульсы струи и величины аэродинамических сил, действующих на диск (х, у, тг), при любой скорости сносящего потока. Сжатый воздух подводился к трубе через систему гибких шлангов, что обеспечивало свободное перемещение трубы. В процессе эксперимента были испытаны два сопла диаметром 40 и 47 мм с толщиной стенки на срезе, равной 1 мм, что позволило свести до минимума величину вторичной силы, возникающей на срезе сопла около струи.

Методика эксперимента состояла в следующем. При скорости сносяшего потока Кдо = 0 была определена зависимость импульса струи от величины полного давления в некоторой точке подводящего воздухопровода. В испытаниях при наличии скорости сносящего потока одновременно измерялись импульс струи, давление в воздухопроводе и скорость потока. В опытах скорость изменялась от 70 ао 340 м/с, а скорость сносящего потока —от 10 до 100 м/с.

На рис. 2 приведены результаты многократных измерений отношения величины импульса струи при наличии сносящего потока к импульсу струи без сно-

/—сопло: 3~пластина; Л—обтекатель; 4—труба:

5—тензоэлементы; б—шланги для подвода воздуха

Рис. I

сящего потока, построенные в зависимости от величины приведенного отношения скоростей потока и струи |/ рм =■ Рзс Видно, что при ма-

лых значениях приведенного отношения скоростей наблюдается некоторое увеличение импульса струи по мере увеличения скорости сносящего потока, которое продолжается до значения ]/ = 0,40,5. При этом максимальное уве-

личение импульса струи по сравнению с импульсом при ^=0 составляет 5—8%. При дальнейшем увеличении скорости сносящего потока импульс струи

начинает довольно быстро уменьшаться и при значении ~РЖ У = 1,25 составляет -0,65 от импульса струи при = 0. Такая зависимость импульса струи

скорости сносящего потока находится в качественном соответствии с характером изменения коэффициента истечения струи при наличии сносящего потока |1, 2].

увеличение импульса струи при небольших скоростях сносящего потока объясняется тем, что среднее давление вблизи среза сопла, обусловленное взаимодействием струи и сносящего потока, меньше давления в невозмущенном потоке и, следовательно, фактический перепад давлений, при котором происходит истечение, больше перепада давлений при Уж = 0 [2]. Падение импульса струи при больших скоростях сносящего потока объясняется тем, что сносящий поток, воздействуя на струю, отжимает ее и уменьшает площадь выходного сечения. Если при малых скоростях сносящего потока этот эффект невелик и с избытком компенсируется увеличением перепада давления, то при больших скоростях он приводит к уменьшению импульса струи. При этом, кроме того, уменьшается и фактический перепад давлений, определяющий скорость истечения.

Таким образом, при оценке суммарной силы, вознйкающей при истечении дозвуковой струи в сносящий поток, необходимо учитывать не только вторичные силы, возникающие на поверхности около сопла, но и изменение импульса струи в зависимости от скорости сносящего потока.

ЛИТЕРАТУРА

1. Шандоров Г. С. Истечение из канала в неподвижную и движущую среду. .Журнал технической физики*, т. XXVII, вып. I, 1957.

2. Кашафутдинов С. Т. Влияние поперечного потока на истечение из осесимметричного сопла. .Известия Сиб. отд. АН СССР, серия технических наук*, № 13, вып. 3, 1974,

Рукопись поступила 25 V 1979 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.