Сверхзвуковое сопло с косым срезомшЕСТЕРЕНКО Советский патент 1981 года по МПК B05B1/12 

(54) СВЕРХЗВУКОЮЕ СОПЛО С КОСЫМ СРЕЗОМ

тельная к которой не пересекает ось дозвукового конфузора 1.

Сверхзвуковое плоское сопло j (фиг,1) с косым срезом образовано стенками 3 и 4, идущими по образующим АБВ, ГДЕЖ и двумя плоскостякм 5, перпендикулярными этим стенам 3 и 4 и имеющими конфигурацию АБВЖЕЦГ и АБЖЕДГ. Ось дозвукового конфузора 1 сопла сначала идет по прямой линии 00, затем поворачивается вокруг кромки В по ломанной линии ,. Сечение ВЖ является критическимсечением.

Вокруг кромки Б ось поворачивается по плавной кривой линии О О/ (фиг.2). В частном случае она может идти по радиусу, исходящему из кромки Б и уменьшающемуся по мере приближения к критическому сечению.

Ось О, Oi описывает кривую вокруг кромки Ж (фйг.З). При этом .стенка 3 образована образующей, идущей по линии АКБВ и.стенка 4 идет по линии БЖ. Соответственно, плоскость 5 ограничена линией АКБВЖГ или АКБЖГ. Следует отметить,-что касательная линия к оси или О О., нигде не пересекает ось OQ, 0 О, или ОО Oj Козырек 2 идущий по линии БВ, образован радиусом R, который исходит из кромки Ж и увеличивается по мере удаления от критического сечения БЖ (фиг.1).

На фиг.4 изображено сверхзвуковое сопло с косым срезом, у которого стенка 3 образована линией AKFB, а стенка 4 образована линией ГЦЕЖ.Соответственно, плоскость 5 ограничена линией АКБВЖЕЦГ или АКБЖЕДГ. Подложка (изделие) 6 устанавливается вне зоны потока газов,идущих из сопла (устанавливается в зоне, выброса частиц аэрозоля в зависимости от режима работы .

Сверхзвуковое сопло с косым срезом работает следующим образом.

Под действием сверхзвукового .пе репада давления аэрозоль поступает в сопло и на участке от сечения АГ до сечения БЖ разгоняется до звуковой скорости, дгшьнейший разгон поток получает при расширении его по закону Прантля-Майера, отгибая кромку Ж. Причем его расширение идет по козырьку 2. На участке оси СО., пото разгоняется до скоростей, близких к звуковым (примерно 280-300 м/с) . На этом участке ось дозвукового конфузора рО идет по прямой линии. На участке, где ось , или , делает поворот, частицы аэрозоля, обладая большой силой инерции, группируются к кромке Ж (иг.1,2 и 4) или к кромке В (фиг.З). При дальнейшем разгоне потока, газ расширяется .по козырьку 2 до расчетного режима. Из газодинамики, известно, что сверхзвуковой поток газов движется по

инерциии имеет при этом направление то,которое имел на расчетном режиме. Так как инерционные силы у частиц аэрозоля больше, чем у молекул газа, то частицы продолжают двигаться вбок потока газов и покидают его.

В соплах, изображенных на фиг.1, 2 и 4, частицы сгруппированы у кромки Ж и частицам путь в сверхзвуковом потоке, необходимый для выхода из него, минимален. Линия тока элементарных струек газа повторяет геометрию линии БВ. В то же время, частицы аэрозоля, которые были сгруппированы около кромки Ж, должны преодолеть небольшой сектор, заключенный между сечениями БЖ и ВЖ. В сечение ВЖ частицы аэрозоля максимально близко сгруппированы около кромки Ж и обладают силой инерции, направление которой отлично от направления потока газов, что обеспечивает максимальную эффективность частицам для выброса их из потока газов, разгоняющих их. При этом скорость этих частиц имеет максимальные значения, которые они способны получить при дозвуковом перепаде давлений. .

В сопле, изображенном на фиг.З, частицы аэрозоля группируются по инерции на дозвуковом участке у кромки Б. На участке БВ частицы получают дальнейшее ускорение. Причем это ускорение близко по направлению к силам-инерции частиц. Следовательно, частицыдвигаются к кромке В с ускорением, практиогчки не изменяя направления.

В сечении ВЖ поток газов имеет направление, смещенное от перпендикуляра к сечению ВЖ в сторону кромки Ж, а частицы аэрозоля обладают максимгшьными силами инерции, которые можно получить при данном сверхзвуковом перепаде давления и которое не совпадают с направлением . движения сверхзвукового потока газов и близки к направлению оси ОО. .

Технический эффект изобретения заключается в том, что частицы аэрозоля с максимальной скоростью, которую они могут развить при сверхзвуковом перепаде, осаждаются на подложку, которая находится вне зоны движения сверхзвукового потока газов, в результате чего на подложке не возникает подушки уплотненного газа, мешающей проникновению частиц к подло.жке. А также из-за отсутствия интенсивного обдува подложки набегающим потоком газов, скорость высыхания адгезива значительно уменьшается, что положительно сказывается на напылении аэрозоля на изделия.

Формула изобретения Сверхзвуковое сопло с косым среJ3OM, содержащее дозвуковой конфузор Гс критическим сечением на выходе и

козырек, идущий от одной кромк.и cpe-i за критического сечения по радиусу, исходящему из противоположной кромки среза критического и прогрессивно увеличивающемуся по мере его удаления от критического сечения., отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности напыления, дозвуковой конфузор перед критическим сечением выполнен с осью,, идущей по ломаной или кривой линии, касательная к которой не пересекает ось дозвукового конфузора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Сергель О.С. Прикладная гидро.газодинамика. Конспект лекций, ч. П, МАИ, М., 1968, с.68 (прототип).

offm irofffoda Of розам

9utA

В

/

(Pu9t

фиеЗ

Фив Л