Измерения скорости газа в ракетно-космической технике

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»


На рис. 35 приведены эпюры скоростей течения, причем vх -скорость внешнего невозмущенного потока, а также в области III -замкнутые линии тока рециркуляционного течения, где стрелками указаны направления движения газа. Наличие внутренней рециркуляционной зоны (III) в плоскости выемки, отделенной от области внешнего течения (I) зоной смешения (II), является основным характерным свойством течений с образованием срывных зон при обтекании выемок. Большая часть внутренней области течения (III) занята возвратно-вихревым течением с малыми относительно набегающего потока линейными скоростями движения газа.


Зона смешения (II) между внутренней (рециркуляционной) и внешней областями течения представляют собой узкую пограничную область с высоким градиентом скорости и энтальпией в поперечных сечениях.


В большинстве случаев зону III можно считать турбулентной изобарической струйной зоной смешения с линейными границами и разделяющей линией тока. При математическом описании явления разделяющая линия тока является непроницаемой границей для масс газа, относящихся к внешней и внутренней областям течения с нулевой толщиной. Через эту линию происходит обмен количеством движения и энергией между областями.


За счет потерь количества движения и энергии газа в пределах каверны, которые расходуются на торможение и теплоотдачу в стенки каверны, уменьшаются расстояния границы невозмущенного течения 1 (см. рис. 35) от уровня поверхности, а затем ниже по потоку. В направлении движения газа постоянно восстанавливается прежняя толщина пограничного слоя. В результате величина 5 1 на рис. 35 вблизи правой границы каверны оказывается меньше 5. Меньшей толщине пограничного слоя соответствуют более высокие градиенты скорости течения и, в соответствии с аналогией Рейнольдса, — более высокие градиенты температуры, вследствие чего увеличивается теплоотдача в стенку. Если выемки делаются на поверхности аблирующего материала, то в областях повышенных тепловых потоков должен наблюдаться повышенный его унос, т.е. должен образовываться след в виде бороздки ограниченной длины. Величина следа, по результатам анализа теоретических работ, зависит от следующих параметров обтекания выемки воздухом: относительной ширины плоской выемки L/h, скорости набегающего потока, характера течения газового потока перед срывом, относительной толщины пограничного слоя перед отрывом 5 / h .

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»