Проверьте, как Вы усвоили материал

_{1. С какой целью принята международная стандартная атмосфера (МСА)?}

_{2. Назовите основные свойства движущегося газа.}

_{3. Что называется вязкостью и чем она обусловлена?}

_{4. Дайте определение ламинарного и турбулентного потока.}

_{5. Напишите формулу для определения скорости распространения звука.}

_{6. Проанализируйте, какие факторы влияют на величину этой скорости.}

_{7. Дайте определение числу Маха.}

_{8. При каких значениях скорости потока газа можно рассматривать его как несжимаемую среду?}

_{9. Почему в дозвуковом потоке параметры среды изменяются ещё до встречи с источником возмущений?}

_{10. Что такое конус Маха и угол Маха?}

_{11. В чём различие между слабыми и сильными возмущениями в потоке газа?}

_{12. Почему торможение сверхзвукового потока происходит не постепенно, а скачком?}

_{13. Укажите основные особенности прямых и косых скачков.}

_{14. Какая из составляющих скорости потока, нормальная или тангенциальная, изменяется при переходе газа через фронт скачка уплотнения?}

_{15. Летательный аппарат совершает полёт на высотах 5 и 10 км с одинаковой дозвуковой скоростью, отличается ли характер обтекания ЛА потоком на этих высотах?}

_{16. Почему в сверхзвуковых входных устройствах торможение потока осуществляют в системе косых скачков?}

Тема 7. Основные уравнения газовой динамики

7.1. Основные допущения, принимаемые в газовой динамике

Основная особенность авиационных ГТД состоит в том, что все процессы в них протекают в движущемся рабочем теле (газе). Теория и расчёт этих процессов базируется на термодинамическом анализе газового потока. Данный анализ, в свою очередь, основывается на первом законе термодинамики. Исходя из первого закона термодинамики, можно получить основные соотношения, описывающие энергетический баланс в потоке, и выявить характер изменения параметров рабочего тела. Для полной характеристики состояния движущегося газа (рабочего тела), кроме основных термодинамических параметров (р, Т, υ), необходимо знать и скорость движения газа (с) через данное поперечное сечение. Движение газов по каналам имеет свои закономерности, которые отражены в основных уравнениях газовой динамики.

Необходимо отметить, что в общем случае движение газа в элементах летательных аппаратов и силовых установок имеет сложный характер и уравнения, точно описывающие реальный поток, весьма громоздки, что затрудняет их использование для анализа и практических расчётов. Поэтому вывод уравнений газовой динамики осуществляется при следующих основных допущениях:

- течение газа считается стационарным (установившимся), т.е. все параметры газа (скорость, давление, температура, плотность) в любой точке потока неизменны во времени. В действительности всегда имеются пульсации потока, вызванные конечным числом лопаток, турбулентностью и другими причинами, но пренебрежение ими не приводит к заметным погрешностям в расчётах;

- считают, что в каждой точке данного сечения все параметры потока газа одинаковы. Такой поток называют равномерным. Изменение параметров происходит лишь в направлении движения. Уравнения, полученные при этом условии, строго верны лишь для элементарной струйки, поперечные размеры которой настолько малы, что в каждом ее сечении параметры потока практически постоянны. Следует отметить, что в реальных газовых потоках в пределах поперечного сечения параметры газа могут быть переменными. При использовании уравнений элементарной струйки для таких потоков рассматриваются средние для каждого сечения потока величины (средняя скорость, средняя плотность и т.д.).

Примером движения газового потока при таких допущениях можно считать во всех элементах ГТД во время его работы при неизменной частоте вращения, скорости и высоты полета.