Ống phản lực hoạt động ở chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ không nghẽn:...9 III.. Ống hoạt động ở chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng trong ống, đầu ra dưới âm...15 V...
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT GIAO THÔNG
BÁO CÁO ĐỒ ÁN MÔN: KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC 2 (TR3011) Chủ đề 3: Phân tích chế độ hoạt động của ống phản lực
GVHD: TS Lê Thị Hồng Hiếu
Học kỳ 212 ST
TP HCM, T5/2022
Trang 2MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH 3
DANH MỤC BẢNG BIỂU 4
I Tổng quát các chế độ hoạt động của ống phản lực 5
II Ống phản lực hoạt động ở chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ không nghẽn: 9
III Ống hoạt động ở chế độ đẳng entropy, dưới âm ở phần hội tụ và phân kỳ, cổ nghẽn 12
IV Ống hoạt động ở chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng trong ống, đầu ra dưới âm 15
V Ống hoạt động ở chế độ đẳng entropy, đầu ra trên âm, cổ nghẽn 21
VI Tổng kết: 24
2
Trang 3DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: Biên dạng ống phản lực 5 Hình 2: Mối liên hệ số Mach với vị trí trong ống phản lực của chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ không nghẽn 12 Hình 3 Mối liên hệ P(x)/Po với vị trí trong ống phản lực của chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ không nghẽn 12 Hình 4: Mối liên hệ số Mach với vị trí trong ống phản lực của chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ nghẽn 15 Hình 5 Mối liên hệ P(x)/Po với vị trí trong ống phản lực của chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ nghẽn 15 Hình 6: Đường nội suy của biên dạng ống phản lực 18 Hình 7: Mối liên hệ số Mach với vị trí trong ống phản lực của chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng trong ống, đầu ra dưới âm 21 Hình 8: Mối liên hệ P(x)/Po với vị trí trong ống phản lực của chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng trong ống, đầu ra dưới âm 21 Hình 9: Mối liên hệ số Mach với vị trí trong ống phản lực của chế độ đẳng entropy, đầu ra trên âm, cổ nghẽn 24 Hình 10: Mối liên hệ P(x)/Po với vị trí trong ống phản lực của chế độ đẳng entropy, đầu ra trên âm, cổ nghẽn 24 Hình 11: Mối liên hệ số Mach với vị trí trong ống phản lực của các chế độ 25 Hình 12: Mối liên hệ P(x)/Po với vị trí trong ống phản lực của các chế độ 25
3
Trang 4Bảng 1: Kết quả giải lặp Me theo 2 trường hợp 8
Bảng 2: Phân loại chế độ hoạt động trong ống phản lực 8
Bảng 3: Kết quả tính toán cho chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ không nghẽn 10
Bảng 4: Kết quả tính toán cho chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ nghẽn 13
Bảng 5: Kết quả giải lặp M1 16
Bảng 6: Kết quả tính toán cho chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng trong ống, đầu ra dưới âm 19
Bảng 7: Kết quả tính toán cho chế độ đẳng entropy, đầu ra trên âm, cổ nghẽn 22
I Tổng quát các chế độ hoạt động của ống phản lực
Biên dạng ống phản lực:
4
Trang 5A A
A
M M
Trang 6F M
F M
xác định được giá trị gần đúng Mˆ đầu tiên theo công thức sau:
6
Trang 7- Ta kỳ vọng rằng giá trị tính được Mˆ ở lân cận giá trị chính xác M hơn là giá
A A
Trang 8 Tìm với giá trị M giả sử bản đầu rất nhỏ và giá trị lớn hơn 1 e
- Tiến hành giải thuật lặp trên công cụ exel và python ta được kết quả:
Bảng 1: Kết quả giải lặp Me theo 2 trường hợp
- Với giá trị M e 0.00762 Ta tìm được giá trị 1.000035422
Trang 9II Ống phản lực hoạt động ở chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ không nghẽn:
Thông số đầu vào:
o e
e
P M
A
M M
Trang 10Bảng 3: Kết quả tính toán cho chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ không nghẽn
10
Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com)
Trang 11- Từ các kết quả tính toán ở trên, ta được biểu đồ mối liên hệ của giá trị số Machtheo từng vị trí trong ống phản lực:
Trang 12III Ống hoạt động ở chế độ đẳng entropy, dưới âm ở phần hội tụ và phân kỳ, cổ
- Áp dụng phương pháp giải thuật lặp Newton như đã trình bày ở trên để tìm giá trị M(x) tương ứng với các giá trị A(x) Do ống hoạt động ở chế độ dưới âm, nên ta sẽ giả sử các giá trị số Mach ban đầu rất nhỏ (M<<1)
- Ta được bảng như sau:
12
Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com)
Trang 13Bảng 4: Kết quả tính toán cho chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ nghẽn
13
Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com)
Trang 14- Từ các kết quả tính toán ở trên, ta được biểu đồ mối liên hệ của giá trị số Machtheo từng vị trí trong ống phản lực:
Trang 15IV Ống hoạt động ở chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng
trong ống, đầu ra dưới âm
Thông số đầu vào:
- Ta lấy giá trị tham chiếu P0 10P e 1013250 Pa
- Xác định số Mach tại đầu ra M : e
e e
P A M
01
1 2
1
1
11
1
21
2
M P
1
11
1
21
2
M
G M
M M
Trang 1621
G M
- Tiếp tục giải lặp tương tự như trình bày ở trên
- Tiến hành giải thuật lặp trên công cụ exel và python ta được kết quả:
Bảng 5: Kết quả giải lặp M1
- Tính giá trị M sau sóng sốc đứng:2
2 1 2
2 1
11
12
M M
Trang 18P x P
Trang 19Bảng 6: Kết quả tính toán cho chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng trong ống, đầu ra dưới âm
19
Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com)
Trang 200 50 100 150 200 250 300 350 0
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
V trí trong ốống ph n l c (cm) ị ả ự
Hình 7: Mối liên hệ số Mach với vị trí trong ống phản lực của chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng trong ống,
đầu ra dưới âm
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Hình 8: Mối liên hệ P(x)/Po với vị trí trong ống phản lực của chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng sốc đứng trong ống,
đầu ra dưới âm
20
Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com)
Trang 21
2
1013253.654182
Trang 22Bảng 7: Kết quả tính toán cho chế độ đẳng entropy, đầu ra trên âm, cổ nghẽn
22
Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com)
Trang 230 50 100 150 200 250 300 350 0
Trang 240 50 100 150 200 250 300 350 0
g sốốc đứ
ng tro
ng ốốn g
D ướ i âm, c khống ổ nghẽẽn
Trang 25+ Khi chênh lệch áp suất P P nhỏ, dòng chuyển động trong toàn bộ ống ở0 e
trạng thái dưới âm thanh Dòng tăng tốc trong phần hội tụ, đạt được vận tốc tối
đa ở cổ và giảm vận tốc trong phần phân kỳ của ống
- Trường hợp: Ống hoạt động ở chế độ đẳng entropy, dưới âm, cổ nghẽn
+ Dòng tăng tốc từ dưới âm thanh trong phần hội tụ của ống, đạt được vận tốc
âm thanh bằng 1 tại vị trí cổ của ống Sau đó vận tốc giảm về dưới âm thanhtrong phần phân kỳ của ống
- Trường hợp: Ống hoạt động ở chế độ không đẳng entropy, cổ nghẽn, có sóng
sốc đứng trong ống, đầu ra dưới âm
+ Dòng tăng tốc từ dưới âm thanh trong phần hội tụ của ống, cổ đạt được vậntốc âm thanh, sau cổ do tiết diện mở rộng, một phần của dòng chuyển độngtăng tốc và ở trạng thái trên âm thanh Việc tăng tốc này kết thúc bằng mộtsóng sốc đứng Ngay sau sóng đứng, vận tốc của dòng trở thành dưới âmthanh, do tiết diện ống mở rộng, vận tốc trong ống tiếp tục giảm từ vị trí sóngsốc cho đến đầu ra và tia phun ra khỏi ống có vận tốc dưới âm
- Trường hợp : Ống hoạt động ở chế độ đẳng entropy, đầu ra trên âm, cổ nghẽn
+ Dòng chuyển động tăng tốc liên tục từ vận tốc thấp ở đầu vào lên đến vận tốc
trên âm ở đầu ra của ống phản lực, cổ đạt được vận tốc âm thanh
25
Downloaded by hây hay (vuchinhhp3@gmail.com)