Особенности течения сверхзвуковых потоков в узких цилиндрических каналах
11
как более низкие значения числа Маха на входе в канал длиной
150 мм, так и быстрое затухание колебаний давления вызваны отры-
вом потока и его торможением при течении в сопле Лаваля (см.
рис. 2,
в
и 3,
в
).
На рис. 7–9 представлены радиальные профили числа Маха в
различных поперечных сечениях канала (при различных значениях
координаты
х
), рассчитанные для
L
= 50, 100 и 150 мм и позволяю-
щие проследить трансформацию профилей скорости при движении
сверхзвукового потока в канале. Как видно на рис. 7, при
L
= 50 мм
профили скорости на протяжении всей длины канала имеют харак-
терный для турбулентного течения вид, соответствующий логариф-
мическому распределению. Более низкие значения числа Маха на оси
(например, при
х
/
L
= 0,2) вызваны влиянием скачков уплотнения.
Отметим, что при движении потока вдоль канала толщина погранич-
ного слоя увеличивается: при
х
/
L
= 0,6…0,8 пограничный слой зани-
мает практически 70 % радиуса канала (от
r
/
R
= 0,3 до
r
/
R
= 1), что
соответствует почти 90 % площади поперечного сечения канала. При
длине канала
L
= 100 мм (см. рис. 8) наблюдается как логарифмиче-
ское (в начале и в середине канала), так и параболическое (при
х
/
L
> 0,8) радиальное распределение числа Маха.
Рис. 7.
Распределение числа Маха по радиусу потока в различных сечениях
канала (
L
= 50 мм)
