工程流體力學(xué)-第二章6節(jié)

第六節(jié)超聲速葉柵柵前來(lái)流的葉柵為超聲速葉柵。為取得良好的氣動(dòng)性能，翼型前緣作成又尖又薄，以避免產(chǎn)生離體激波。這些波系也與葉柵的幾何參數(shù)有關(guān)。一、理論超聲速葉柵理論超聲速葉柵：來(lái)流攻角很小，氣流在葉柵進(jìn)口及流道中無(wú)激波產(chǎn)生，氣流只進(jìn)行膨脹或經(jīng)弱斜激波壓縮過(guò)程。2.6.P1如圖示，柵前來(lái)流，沿AO不受擾動(dòng)進(jìn)入，經(jīng)O點(diǎn)后作連續(xù)膨脹，無(wú)任何激波加速，出口處有，壓強(qiáng)。欲獲得一理論擴(kuò)壓超聲速葉柵，流道應(yīng)如圖示收斂。來(lái)流遇尖銳前緣A點(diǎn)，產(chǎn)生一極微弱斜激波（壓縮波）AO’。然后氣流作連續(xù)收縮，產(chǎn)生一系列弱壓縮波AO’

…BO’，經(jīng)轉(zhuǎn)角至出口，使馬赫數(shù)下降，壓理論超聲速收斂葉柵流動(dòng)2.6.P2強(qiáng)升至背壓。二、實(shí)際超聲速葉柵實(shí)際葉柵前緣不可能非常尖細(xì)，而且葉柵在非設(shè)計(jì)工況運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)攻角與最優(yōu)值差別很大，再加上邊界層及氣流非均勻性的影響，使理論流動(dòng)很難實(shí)現(xiàn)。實(shí)際葉柵流動(dòng)不可避免地要出現(xiàn)一系列強(qiáng)度不等的激波，使流動(dòng)非等熵。計(jì)算非常困難，下面定性地分析超聲速葉柵流動(dòng)的特點(diǎn)。理論超聲速擴(kuò)壓葉柵流動(dòng)2.6.P3圖示一超聲速葉柵，觀察翼型①。稍大于1時(shí)，前緣處會(huì)產(chǎn)生一離體曲線激波AOB，其一支OB伸入②的來(lái)流，而另一支OA伸入③的流道，而①的來(lái)流也受③的離體激波干擾。氣流經(jīng)AOB后，部分實(shí)際超聲速葉柵流動(dòng)2.6.P4流動(dòng)會(huì)成為亞聲速。然后由于流道收縮又加速成為超聲速流，后面又會(huì)出現(xiàn)激波，又使流動(dòng)成為亞聲速流。如再增大，會(huì)形成圖示離體“”狀激波。如果繼續(xù)增大，離體激波會(huì)貼到翼型前緣，如圖示。此時(shí)無(wú)“”狀激波，流道內(nèi)會(huì)出現(xiàn)亞聲速與超聲速區(qū)，由激波隔開(kāi)，出流。當(dāng)足夠大時(shí)，貼體激波的兩分支都伸向流道內(nèi)部，如圖。對(duì)來(lái)流無(wú)影響。葉柵出口入處實(shí)際超聲速葉柵中波系干擾2.6.P5對(duì)于一較平直翼型葉柵，當(dāng)足夠大時(shí)，每一翼型前緣都有一強(qiáng)度較大的貼體斜激波AOB，如圖示。OB伸向來(lái)流，OA伸向流道內(nèi)。氣流進(jìn)入流道時(shí)就經(jīng)過(guò)一系列的減速與加速過(guò)程，過(guò)OA實(shí)際超聲速葉柵中波系干擾2.6.P6后才變成亞聲速流，因翼型平直，此流動(dòng)一直保持到出口，并且。對(duì)于圖示柵距較大，翼型較平直的葉柵，當(dāng)增大到某值后，翼型前緣的兩道斜激波可一直有平直翼型的超聲速葉柵流動(dòng)純超聲速葉柵流動(dòng)2.6.P7伸展到出口，而不與相鄰翼型相交。此時(shí)，就如同弧立翼型繞流