Jet expansion of ideal and real gases from axisymmetric nozzles. Similarity matters. 2. Outflow of jets into submerged space
Results of theoretical, computational and experimental studies of gas-dynamic and geometric parameters of strongly underexpanded gas jet flows ejected from a supersonic nozzle into submerged space are presented. The system of similarity parameters for such class of jets is stated; simple relations of gas density and dynamic pressure determination in jet flow field are obtained. The methodology of reproduction with CO2 jets in model experiments of rocket thruster’s jet flow parameters is given. This methodology implies identity of typical angles of jet divergence in real and model conditions and conversion of model experiment results to conditions of real jet flow.
Приведены результаты теоретических, расчетных и экспериментальных исследований газодинамических и геометрических параметров течения струй газа, истекающих из сверхзвуковых сопел в затопленное пространство с сильным недорасширением. Сформулирована система параметров подобия этого класса струйных течений, получены простые зависимости для определения плотности и динамического давления газа в поле течения струи. Представлена методология воспроизведения в модельных экспериментах условий истечения струй ракетных двигателей с использованием струй CO2 с тождественными значениями характерного угла расширения и пересчета их результатов на натурные условия истечения струй.
1. Дулов В.Г., Лукьянов Г.А. Газодинамика процессов истечения. – Новосибирск: Наука, 1984. – 234 с.
2. Авдуевский В.С., Ашратов Э.А., Иванов А.В., Пирумов У.Г. Сверхзвуковые неизобарические струи газа. – М.: Машиностроение, 1985. – 248 с.
3. Авдуевский В.С., Ашратов Э.А., Иванов А.В., Пирумов У.Г. Газодинамика сверхзвуковых неизобарических струй. – М.: Машиностроение, 1989. – 320 с.
4. Ребров А.К. О газодинамической структуре высоконапорных струй низкой плотности // Проблемы теплофизики и физической гидрогазодинамики. – Новосибирск: Наука, 1974. – C. 262-276.
5. Лукьянов Г.А. Сверхзвуковые газовые струи (обзор экспериментальных и теоретических исследований) // Сверхзвуковые газовые струи. – Новосибирск: Наука, 1983. – C. 3-21.
6. Герасимов Ю.И., Ярыгин В.Н. Истечение струй идеального и реальных газов из осесимметричных сопел. Вопросы подобия. 1. Истечение струй в вакуум// Физико-химическая кинетика в газовой динамике. 2012. Том 1. http://www.chemphys.edu.ru/pdf/2012-12-10-003.pdf.
7. Аверенкова Г.И., Ашратов Э.А., Волконская Т.Г., и др. Сверхзвуковые струи идеального газа. Часть II. Истечение струй в затопленное пространство. Труды ВЦ МГУ, Изд. МГУ, 1971.
8. Мурзинов И.Н. Параметры подобия при истечении сильно недорасширенных струй в затопленное пространство. Изв. АН СССР, МЖГ, N4, 1971.
9. Гусев В.Н., Климова Т.В. К подобию сверхзвуковых струйных течений. Ученые записки ЦАГИ, т.3, N6, 1972.
10. Шелухин Н.Н. Параметры подобия формы недорасширенной струи при истечении в затопленное пространство. Ученые записки ЦАГИ, т.Х, N2, 1979.
11. Дьяконов Ю.Н., Усков В.И. Расчет сверхзвуковых струй идеального газа методом сеток. Сб. тр. НИИ механики МГУ "Аэродинамика больших скоростей, N5, 1970.
12. Latvala E.K, Anderson T.P., Experimental Determination of Jet Spending from Supersonic Nozzles at High Altitudes. AEDC-TN-58-98 (Jan, 1959), ASTIA Document No. AD-208546.
13. Ребров А.К., Чекмарев С.Ф., Шарафутдинов Р.Г. Влияние разреженности на структуру свободной струи азота. ПМТФ, N1, 1971.
14. Жохов В.А., Хомутский А.А. Атлас сверхзвуковых течений свободно расширяющегося идеального газа, истекающего из осесимметричного сопла. Труды ЦАГИ, вып.1224, 1970.
15. Лейтес Е.А. Исследование течения в области взаимодействия двух и четырех струй. Тр. ЦАГИ, вып. 1575, 1974.
