2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2  След.
 
 Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 16:36 


06/07/12
43
Всем доброго времени суток.
Вот выдержка из Википедии:
Цитата:
Перемещаясь по соплу, газ расширяется, его температура и давление падают, а скорость возрастает. Внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию его направленного движения. КПД этого преобразования в некоторых случаях (например, в соплах современных ракетных двигателей) может превышать 70 %..

следовательно в сопле Лаваля происходит так сказать упорядочивание хаотического теплового движения молекул газа.
Вопрос заключается в следующем, как возможно представить механизм преобразования движения молекул на микроуровне?
Нужно для того, чтобы понять какая форма сопла будет оптимальной для таких преобразований.
Например, какую роль играет сужающаяся часть сопла? Какая оптимальная форма и угол этой части? Насколько важна форма кромок узкой части, должны ли они быть скруглёнными или острыми? Какой угол раскрытия должен быть у расширяющейся части сопла и какой формы она должна быть?
Множество вопросов, ответов на которые в интернете найти не могу. Литература по гидродинамике расписывает расчёты так сказать "в общем случае", не вдаваясь в движения молекул газа.
Чтобы было более менее понятен ход моих мыслей вот небольшая картинка, как я представляю процессы в сопле Лаваля.
Изображение
Здесь, конечно нет противодавления, да и 2 частицы всего, но, думаю в общем случае картина должна быть похожей.
Единственное, что похожее смог найти, так это фотографии ламинарного и турбулентного течения жидкостей. В остальном все идёт только в формулах, никакой визуализации.
Уважаемые форумчане, может ли кто помочь разобраться в вопросе, а может быть кто-нибудь знает где искать? Буду очень признателен за любую помощь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 19:14 
Заслуженный участник


10/03/09
958
Москва
Вы встали на ложный путь. У вас молекулы газа не сталкиваются, но на самом деле длина свободного пробега невелика. Такой моделью вы ничего не поймете. Для того и служит термодинамика.
Горло сопла играет важнейшую роль "изоляции" расширяющейся части от камеры сгорания. При этом важно, чтобы скорость потока в критическом сечении достигла местной скорости звука, иначе сопло работать не будет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 19:45 


06/07/12
43
Вот и проблема возникает. Никак не могу найти литературы по данному вопросу.
Наталкивался в интернете на эксперименты с водяным паром и различными конфигурациями сопел, там их около 10 вариантов рассматривалось(этот материал немного прояснил ситуацию, но не до конца). Знаю как рассчитать сечения в критических точках при нужных разницах давлений.
На этом мои изыскания зашли в тупик. Поэтому начинаю страдать ерундой. Сейчас стоит вопрос об изготовлении стенда для испытаний (однако методом "тыка" пользоваться не хочется) или попытаться найти более менее адекватную литературу и направить свои действия в правильное русло.
Знаете ли Вы где найти информацию о том как рассчитывается геометрическая форма сопла?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 20:13 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


06/04/10
3152
Dobriydimka в сообщении #672881 писал(а):
Никак не могу найти литературы по данному вопросу.
Вам для начала достаточно Вики -
http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EE%EF% ... 2%E0%EB%FF

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 20:27 


06/07/12
43
Моя первая цитата из как раз с этой страницы :-)
Там о геометрии ничего толком не сказано.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 21:33 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Dobriydimka в сообщении #672881 писал(а):
Вот и проблема возникает. Никак не могу найти литературы по данному вопросу.

В Ландау-Лифшице "Гидродинамика" основы разобраны. ...но не в интернете же искать!

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 22:39 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
11587
Dobriydimka в сообщении #672881 писал(а):
Сейчас стоит вопрос об изготовлении стенда для испытаний (однако методом "тыка" пользоваться не хочется) или попытаться найти более менее адекватную литературу и направить свои действия в правильное русло.

Наиболее правильное русло - это обращение в милицию, полицию или как она там у вас сейчас называется. Вас вообще-то судить надо. Однако, чистосердечное признание смягчает... а может уже и не смягчает, фиг его сейчас знает.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 23:05 


06/07/12
43
Речь здесь о маленьких моделях а не о реактивных самолетах.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 23:15 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
11587
Dobriydimka в сообщении #672970 писал(а):
Речь здесь о маленьких моделях

С характерным размером меньше длины пробега молекул? Есть, вообще-то, такая наука - газодинамика. Или ширше - МСС. Седовы там всякие, Лойцянские с Идельчиками...

P.S. Хотя спасибо и на том, что не "Здрасте! У миня курсавая пастоидь Атамный Риактар. Памагите разабрацца пра кретичискайу масу!"

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 23:36 


06/07/12
43
А в этих учебниках расписываются расчёты реактивных сопел, в частности геометрии?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 23:49 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Утундрий в сообщении #672950 писал(а):
Вас вообще-то судить надо.

А чо, сверхзвук УК запрещён?

-- 18.01.2013 00:50:05 --

Dobriydimka в сообщении #672984 писал(а):
А в этих учебниках расписываются расчёты реактивных сопел, в частности геометрии?

Расчёты геометрии там нужны, только чтобы оптимизировать параметры, скажем, добиться экономичности нужной. А чтобы добиться сверхзвука - достаточно просто знать форму в общих чертах.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение17.01.2013, 23:58 


06/07/12
43
Наконец-то что-то внятное. Спасибо.
Получается, основные параметры это сечения в критических точках?
Остальное влияет незначительно(например длина расширяющейся части)?

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение18.01.2013, 03:19 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


15/10/08
11587
Dobriydimka в сообщении #672984 писал(а):
в этих учебниках расписываются расчёты реактивных сопел, в частности геометрии?

В них расписано достаточно, чтобы отбить желание рисовать смешные картинки, наподобие приведенной в первом сообщении, и проектировать наносопли с "критическими точками" и "пониманием процессов на микроуровне". Чертежей рабочих сопел там конечно же нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение18.01.2013, 08:02 
Заслуженный участник


28/12/12
7780
Dobriydimka в сообщении #672995 писал(а):
Наконец-то что-то внятное. Спасибо.
Получается, основные параметры это сечения в критических точках?
При дозвуке скорость струи увеличивается с уменьшением сечения - сужающаяся часть.
При сверхзвуке скорость увеличивается с увеличением сечения - расширяющаяся часть.
Переход через звуковую скорость должен быть в минимальном сечении (критическое сечение).
В ЛЛ "Гидродинамике" это все разобрано, параграф 97.
Еще раритетная книга Кочин, Кибель, Розе "Теоретическая гидромеханика", часть 2, параграф 12.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сопло Лаваля. Понимание процессов на микроуровне.
Сообщение18.01.2013, 10:25 


06/07/12
43
Уважаемый Утундрий с Вами трудно вести адекватную беседу, всё время норовите как-нибудь унизить. Было бы у меня достаточно знаний в этом вопросе, не писал бы сообщения на форуме.

DimaM, большое спасибо за ссылки на материал, буду читать.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 17 ]  На страницу 1, 2  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group