Разработка методики и устройства для определения числа Маха сверхзвукового потока
ВВЕДЕНИЕ
Развитие механики жидкости и газа неразрывно связано с наблюдением и изучением физических факторов, лежащих в основе теории. Экспериментальные методы аэрогазодинамики не только используются для проверки уже созданных теорий, но являются источником создания более точных теорий на основе факторов, обнаруженных опытным путем. С другой стороны, с развитием теории все более совершенствуются экспериментальные методы, установки и измерительная аппаратура.
С момента появления первых летательных аппаратов развитие аэродинамики было направлено на изучение все более высоких скоростей движения. Соответственно развивались и технические средства экспериментальной аэродинамики, измерительная аппаратура и методика исследований.
Исследование аэродинамики сверхзвуковых скоростей характеризуется дальнейшим усложнением установок, мощность которых уже исчисляется десятками, а иногда и сотнями тысяч киловатт. В этой области скоростей используются и оптические методы исследований, которые п
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 7
1. ПАТЕНТНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ПОИСК 11
2. УРАВНЕНИЕ ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИ ДЛЯ ЕДИНИЧНОЙ СТРУЙКИ 12
2.1. Предельная скорость движения. Критерий подобия 12
3. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПОТКОА В АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ТРУБАХ 18
3.1. Измерение давления 18
3.2. Измерение числа Маха 25
3.3. Измерение сверхзвуковых скоростей 27
4. СКАЧКИ УПЛОТНЕНИЯ 30
4.1. Основные уравнения скачка уплотнения 30
4.2. Определение параметров потока за скачком уплотнения по параметрам потока газа перед скачком 33
4.3. Угол наклона плоского скачка уплотнения 36
4.4. Давление торможения за прямым скачком. Измерение скорости движения газа 39
5. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ ПОТОКОВ 44
5.1. Способы визуального изучения течения 44
5.2. Оптические методы исследования потоков 44
6. ОПИСАНИЕ ГАЗОДИНАМИЧЕСКОГО СТЕНЦА И ПОРЯДКА ВЫПОЛНЕНИЯ 50
6.1. Описание газодинамического стенда 50
6.2. Порядок выполнения работы 51
6.3. Обработка результатов опыта 52
7. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 55
7.1. Экологичность процесса проектирования 55
7.2. Экологичность эксплуатации проектируемого изделия 58
8. БЕЗОПАНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 61
9. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
СПИСОК ИСПОЛЬЗУМЫХ ИСТОЧНИКОВ 80
ПРИЛОЖЕНИЯ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Горшенин Д.С. Методы и задачи практической аэрогазодинамики / Д. С. Горшенин, А. К. Мартынов, В; :Москва, Машиностроение, 1976. - 238 с. – Текст : Непосредственный.
2. Ерашов Г.Ф. Лабораторный практикум по аэрогазодинамике сверхзвуковых скоростей/ Г. Ф. Ерашов, В.С. Козлов; Сибирский государственный аэрокосмический университет - Красноярск, 2005.- 67с. – Текст : Непосредственный.
3. Горлин С.М. Аэродинамические измерения (методы и приборы)/ Горлин С.М., Слезингер И.И.; Издательство «Наука» Главная редакция физико-математической литературы, 1963. — 720 с. – Текст: Непосредственный.
4. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика/ Г.Н Абрамович; : Москва, 16 – я типография Союзполиграфпрома Главиздата Министерства культуры СССР, 1953. – 746 с. – Текст: Непосредственный.
5. КиберЛенинка: Научная электронная библиотека: сайт. – Москва, 2014 – . – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-konstruktsiy-solnechnyh-batarey-kosmicheskih-apparatov (дата обращения 12.11.21) – Текст: электронный.
6. ФИПС – федеральный институт промышленной собственности: сайт. – Москва, 2011 - . – URL: https://www1.fips.ru/ysclid=lc5vbwxnbg941624165 (дата обращения 21.12.2022) – Текст: электронный.
7. ГОСТ 12.1.030-81. Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление = Electricsafety. Protective conductive earth. Neutralling : межгосударственный стандарт : издание официальное : утвержден и введен в действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15.05.81 № 2404 :введен впервые : 01.07.82 / разработан и внесен Министерством монтажных и специальных строительных работ СССР. – Москва: Издательство стандартов, 1981. – 10 с. – Текст: непосредственный.
8. ГОСТ 12.2.032-78 Рабочее место при выполнении работ сидя = Operator’s location in sitting position: межгосударственный стандарт: издание официальное: утвержден и введен постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР от 26.04.78 № 1102 : введен впервые: 26.04.78 / разработан и внесен Государственным комитетом стандартов СССР. – Москва: Издательство стандартов, 1980. – 9 с. – Текст: непосредственный.
9. ГОСТ 30403-2012 Конструкции строительные. Метод испытания на пожарную опасность = Building structures. Fire hazard test method: межгосударственный стандарт: издание официальное: утвержден и введен в действие приказом Федерального
Выбор абсолютных размеров насадка зависит от его назначения. В больших аэродинамических трубах поток исследуется насадком диаметром до 10 мм. Для измерения статического давления потока в очень узких каналах и в пограничном слое у стенки применяют насадки наружным диаметром 0,3 - 2 мм.
Влияние сжимаемости на показания насадка статического давления с полусферической головкой становится заметным при М > 0,8. При больших дозвуковых скоростях на цилиндрической части насадка появляются местные сверхзвуковые зоны, сопровождаемые скачками уплотнения. Эти скачки располагаются впереди приемных отверстий насадка и вызывают повышение измеряемого давления по сравнению со статическим давлением. По мере приближения числа Маха к единице сверхзвуковая зона увеличивается и скачки перемещаются вдоль насадка, вследствие чего приемные отверстия могут оказаться в зоне сверхзвуковых скоростей, где давление понижено по сравнению с давлением в набегающем потоке.
При М> 1,0 скачок устанавливается перед насадком в виде отошедшей ударной волны. В непосредственной близости от насадка скачок перпендикулярен к его оси и статическое давление непосредственно после скачка связано со статическим давлением до ска