67.Распад разрыва на стыке емкости и канала.

Если с одной стороны от МС находится не канал, а емкость, должна решаться несколько иная обобщенная задача о РПР. Описываемые ниже варианты процедуры решения задачи о РПР реализованы в модуле, рассчитывающем нестационарное течение на МС КЛАПАН. В расчете РПР на МС КЛАПАН при известных допущениях модели, как и на МС ДИАФРАГМА, используется характеристика потерь полного давления, полученную доя стационарных условий течения газа.

Возможны два направления течения при РПР на МС КЛАПАН — режим истечения из емкости (рис. 27, а) и режим втекания в емкость (рис. 27, б).

На режиме истечения (рис. 27, а) в трубопровод поступает газ из емкости, оставаясь отде­ленным от газа в трубопроводе контактной поверхностью. Запишем систему уравнений «кано­нического * вида, связывающую искомые числа А/з и М* для этого случая. Считаем, что на этом режиме течение через МС задается выражениями :

И здесь удобно искать решение задачи, подбирая, например Мз каким-либо итерацион­ным методом в интервале (0, M3max) P0/P’1>1( в противном случае реализуется режим втекания, см. ниже). При некотором Мз вычисляются статические параметры в зоне 3: P3 = РоϬоз(Мз)П(Мз), Т₃ = Т₀t(Мз), Сз =под корнем YRT3 и скорость потока u3=М3c3. Далее, так же, как это делается для РПР на гладком канале и на скачке сечения, определяются параметры в зоне 2, а условие u3 = u2 служит для проверки сходимости итераций.

На режиме втекания в емкость :

Здесь использована характеристика потерь на МС при втекании в емкость ро =p’’0 ⁼ Р’’з Ϭзо(Mз). Поиск корня Мз уравнения (128) в интервале (0,M3max) выполняется в общем случае также итерационным методом.По параметрам в зоне 3 определяюися потоки массы компонентов смеси, импульса и энер­гии в граничном сечении канала. В численном расчете величины этих потоки используются для обновления параметров потока в ячейке капала и в емкости на расчетном шаге.

68. Распад разрыва при отводе и подводе энергии в форме работы.

Рассмотрим теперь случай расположения на стыке каналов устройства,способного изменять энергосодержание потока газа в основном путем подвода/отвода механической работы. На практике таким устройством является компрессионная или расширительная машина объемного или динамического действия.Обозначенная ниже модель реализована в программных модулях, или модулях-связях МС КОМПРЕССОР и МС ТУРБИНА системы моделирования «Альбея», рассчитывающих взаимодействие нестационарного потока с данными устройствами, как элементами-связямив ГВТ.Представляя компрессионные и расширительные машины в виде элементов-связей, пренебрегают пространственными размерами машин по сравнению с характерными размерами каналов трубопровода.В таком допущении модель взаимодействия нестационарного течения в трубопроводе с машиной получается как обобщение задачи о РПР. Если связываемые элементы — емкость и гладкий участок трубопровода (рис. 12.9, а) и б), модель будет обобщением задачи о РПР на МС КЛАПАН, если машина установлена между двух гладких участков трубопровода, то — обобщением задачи о РПР на МС ДИАФРАГМА. Случай связи двух емкостей (г) должен рассчитывается какквазистационарное перетекание (подобно модели МС ОКНО).Обобщение состоит в усложнении вида статической характеристикисвязующего элемента, который уже не есть «пассивное» местное сопротивление, а, согласно знаку подводимой к потоку работы, является компрессионной или же расширительной машиной. Давление и температура торможения p∗ и T∗ существенно изменяются при переходе через подобный элемент-связь, а ввиду необратимости течения в машине удельная энтропия газа s возрастает вниз по потоку. Обычно также принимается допущение о внешней адиабатности течения в машине, допустимое, как правило, для условий работы агрегатов наддува ДВС.Универсальная характеристика простых геометрически подобных между собой МС в адиабатном автомодельном по Re режиме течении - зависимость вида σ43 = σ43(M4)4.Для компрессионных и расширительных машин (как объемного, так и динамического действия) подобного рода универсальную характеристику составляют две эмпирические зависимости безразмерных показателей работы машины от двух комплексных параметров, обобщенно характеризующих режим течения (для данного рабочего тела и машин с геометрически подобными проточными частями). Для компрессоров берутся зависисмости для степени повышения давления π∗ê и внутреннего изоэнтропического КПД η.Модели компрессора и турбины в нестационарном потоке дают возможность изучать расчетным путем прохождение и отражение ВКА от лопаточных машин в ГВТ и моделировать (с известными оговорками) работу импульсных турбин. Возможно весьма непосредственное моделирование переходных процессов, особенно важное в системах газотурбинного наддува с газовой связью и т. п. В системе имитиционго моделирования (СИМ) вычисленная подобным модулем-связью величина текущей механической мощности (секундной действительной работы турбины Gkl∗ê или компрессора Gòl∗ò)может учитывться в механической подсистеме моделируемого сложного объекта. Тем самым модуль-связь в СИМ делается «мостом» между моделями объектов из различных предметных областей, в данном случае нестационарной газовой динамики и классической механики.