Особенности течения сверхзвуковых потоков в узких цилиндрических каналах
13
При увеличении длины канала до 150 мм (см. рис. 9) отчетливо
видна трансформация радиального поля скорости при торможении
потока до дозвуковой скорости: профиль числа Маха, имеющий при
х
/
L
= 0 сложную форму из-за наличия скачков уплотнения в ядре по-
тока, достаточно быстро (уже при
х
/
L
≥ 0,4) принимает параболиче-
ский вид. Отметим, что толщина пограничного слоя, которая во
входном сечении соответствует соотношению
r
/
R
≈ 0,5, быстро уве-
личивается при движении потока по каналу, и при
х
/
L
≈ 0,4 происхо-
дит, как отмечалось выше, смыкание пограничных слоев.
Наиболее характерные радиальные профили числа Маха в сече-
нии
х
/
L
= 0,8 для каналов различной длины представлены на рис. 10.
Рис. 10.
Распределение числа Маха по радиусу потока в сечении
х
/
L
= 0,8
при различных длинах канала
В целях выявления влияния размеров канала на особенности те-
чения были проведены дополнительные расчеты для каналов других
диаметров (3 и 10 мм) при постоянном отношении
L
/
D
= 10. Число
узлов расчетной сетки не менялось. Результаты расчетов показали,
что как увеличение, так и уменьшение диаметра и длины канала в
рассматриваемом диапазоне не приводят к существенному измене-
нию характеристики течения в канале (т. е. основное влияние на сте-
пень роста пограничного слоя оказывает не диаметр канала, а соот-
ношение диаметра и длины).
