• 締切済み

ジェットエンジンのノズル形状によるマッハ数の変化について

模型飛行機のジェットエンジンに関して質問があります。 後部ノズルを円錐を途中で切断したような形状にした場合、 拳銃の弾丸のような形状のノズルに比べて推力ノズル出口におけるマッハ数が、 80000[rpm]でマッハ0.5から0,42に、90000[rpm]で0.55から0,5に、 100000[rpm]で0.65から0.58に、110000[rpm]で0.8から0.7に大きく落ちてしまいました。 これはなぜなのでしょうか? 私のかじった程度の知識では入り口、出口のノズル面積と流速が等しければ同じ結果になるとおもったのですが・・・。 どなたかよろしくおねがいします。

みんなの回答

回答No.2

圧縮機、燃焼室の後の整流の為のコーンですよね? 燃焼室の中心側支持部の径をノズルに向かうに従って細くし整流していく訳ですが、これが、細くなっていても「ぶつ切り」では、燃焼ガスの排気がコーンに沿って進む時に気流の剥離、渦抵抗の発生になって、効率が落ちていると思ったのですが? これは、排気口外周の後縁が鋭くなっていなくても同じだと思いますよ。 それとも、吸気口 側が、台形のぶつ切りなのですか? まぁこれも、吸入気流が乱流になり、速度が落ちて空気の流入量が減ってしまうと思いますが。 流体の場合、断面積だけでなく、その流れが不連続になるような時は、抵抗が増えますよね。スムースな流れが重要なのだと思いますけど。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。
回答No.1

主翼の後縁が鋭くなっていないのと同じで、気流の剥離が生じ、台形コーンでは、コーン直後で負圧が生じてしまう為ではないでしょうか?

eagles67
質問者

補足

説明に不足がありました、申し訳ございません。 台形の太いほうが前方でエンジンにつながっており細いほうが後ろになっております。

全文を見る
すると、全ての回答が全文表示されます。

関連するQ&A

  • 流量Qについて

    エアーブローをしたいのですが、ノズル径が違うだけで後の機器の構成は同じの場合(レギュレータ→電磁弁→ノズルという構成) 質問①:吐出径φ6と吐出形状:矩形0.6mm×12mmでは吐出流量は同じになりすか? 質問②:流量Q=断面積A1×流速U1=断面積A2×流速U2という公式がありますが、この式は定常流れで、ノズルを変えた場合ではなくて、1本の機器の中で入口と出口の径が異なっても、流量は変わりませんという意味ですよね??

  • 熱力学第1法則の難問

    蒸気タービンのノズルに圧力0.15MPa、温度140℃の蒸気が入り、圧力0.08MPa、温度100℃で放出される。ノズルの入口、出口の比エンタルピはそれぞれ2752.2kJ/kg、2678.8kJ/kgである。ノズル入口の蒸気流速を無視し、ノズル出口での流速を求めよ。  なんですが解答は383m/sになるんですよ。熱落差だけでは解けなく、ベルヌーイの式を使うことも試みましたが答えが合いません。どうすれば解けるのでしょうか??難しいです。

  • 円盤を回転させながら膜をつける場合の計算について

    いつもいろいろ参考にさせていただいています。 現在円盤状の板を回転させながら、上面よりノズルで液を塗布して膜をつくることを検討しています。 円盤の面積に対してノズルの噴射面積が狭い為、ノズルを中心から外側に向かって移動させる構造にしようと考えていますが、一定の膜厚をつけるためにノズルの移動速度を変化させないといけません。 外側にいくほど塗布面積が多くなるので、移動速度を遅くしていかなければならない事は分かるのですが、具体的にどのように計算していくのか、考えれば考えるほど分からなくなってきました。 ノズルから吐出された液は、同一箇所に塗布すると円錐状の膜厚(中心が厚く、外側が薄い)になります。この円錐を任意の膜圧まで一定時間積み上げながら移動していくと次々に積算されていき、また円の外側へ行くほど塗布面積も多くなる・・・  このような場合、ノズルの移動速度はどのように計算していけばいいのでしょうか?参考になるようなアドバイスでも構いません。宜しくお願いします。 参考までに、以下のような条件で算出したいと考えています。  円盤直径:200mm  膜の形成状況:底面直径5mm、高さ0.1mmの円錐形状  目標膜圧:0.2mm  円盤の回転速度:現時点で特に指定なし  ノズルの移動速度:不明(これを計算したいです)

  • 円盤を回転させながら膜をつける場合の計算について

    いつもいろいろ参考にさせていただいています。 先程機械設計の掲示板に質問させていただいた内容ですが、もしかしたら半導体業界の方が詳しいのではないかと思い、こちらでも質問させていただきます。 現在円盤状の板を回転させながら、上面よりノズルで液を塗布して膜をつくることを検討しています。 円盤の面積に対してノズルの噴射面積が狭い為、ノズルを中心から外側に向かって移動させる構造にしようと考えていますが、一定の膜厚をつけるためにノズルの移動速度を変化させないといけません。 外側にいくほど塗布面積が多くなるので、移動速度を遅くしていかなければならない事は分かるのですが、具体的にどのように計算していくのか、考えれば考えるほど分からなくなってきました。 ノズルから吐出された液は、同一箇所に塗布すると円錐状の膜厚(中心が厚く、外側が薄い)になります。この円錐を任意の膜圧まで一定時間積み上げながら移動していくと次々に積算されていき、また円の外側へ行くほど塗布面積も多くなる・・・  このような場合、ノズルの移動速度はどのように計算していけばいいのでしょうか?参考になるようなアドバイスでも構いません。宜しくお願いします。 参考までに、以下のような条件で算出したいと考えています。  円盤直径:200mm  膜の形成状況:底面直径5mm、高さ0.1mmの円錐形状  目標膜圧:0.2mm  円盤の回転速度:現時点で特に指定なし  ノズルの移動速度:不明(これを計算したいです)

  • 断熱変化についての質問です。

    断熱変化についての質問です。 管路の気体が定常、断熱、非粘性、流れの損失がない状態にあり、 ノズル入口→ノズル出口→排気口の順に流れるとする。気体は理想気体とする。 ノズルで流れはチョークしないものとする。 ノズル入口と排気口において断面積が十分に大きく、流体の運動エネルギーが無視できるとするとき、 ノズル出口温度T1と排気口温度T2を求めよ。 ノズル入口(圧力:αP、絶対温度;T) ノズル出口(圧力:P、絶対温度;T1) 排気口(圧力:P、絶対温度;T2) ノズル出口温度T1を求めるのに、断熱変化の式 PV^κ=const を使ったのですが、この式では気体の運動エネルギーは考慮されていない気がします。 代わりにエネルギー保存の式(ベルヌーイの式) CpT+((u^2)/2)+(αP/ρ)=CpT1+(P/ρ) から求めようとしたのですが、速度uも温度T1も未知数なので上手く求まりません。 断熱変化の式 PV^κ=const はノズル流れのような静止流体ではないものにも適用可能なのでしょうか? また、排気口温度T2は上の断熱変化の式から求めていいのでしょうか? 回答よろしくお願いします。

  • 風量を増加させるノズルの作り方

    初めて利用させていただきます。 圧縮空気を利用するダスター(埃を吹き飛ばす道具) のノズルの1種類として、風量を倍増させる機能を もったものがあります。 イメージとしては理科の実験などに使うガスバーナー に近いのですが、圧縮空気の入口とは別に空気の 取り入れ口がついており、圧縮空気の流れを利用して 外気を取り込み、出口から圧縮空気とともに外気を 吐き出すことで風量を増加させる、というものです。 この原理を利用して、ブロアーから送っている風の 風量を増加させるノズルを作りたいと考えているの ですが、構造上の制限、注意点、取り込み口の寸法の 算出方法など、参考になるWebページがあれば教えて いただきたいと思います。 現在作ろうとしているのは、ブロアーからの入力が 94パイ、出口側が約6.6ミリ×1050ミリの 薄い長方形のノズルです。(既存ブロアを利用して、 強力なエアーカーテンのようなものを作りたいのです) 出口の断面積が入口の断面積より狭いとノズル内の 圧力が上がり、取り込み口から外気を取り込めない、 とか、出口が円形の場合は可能だが長方形の場合は 気流の動きが複雑になりすぎて実用的でないとか、 そういう制限があるのかどうか、というところを 特に悩んでおります。 よろしくお願いいたします。

  • 鉄パイプに入口側から送り込んだ空気量は、出口側での空気量はどのようになるのか?

    断面積S[cm2]、長さL[cm]、の内部空洞の(曲がりのない一直線の)鉄パイプに入口側から圧力P[Mpa]、流速V[cm/s](もしくは流量)の空気を送り込んだ時の、出口側での圧力と出口側での流速(流量)それぞれを表す事が出来る数式を求めたいのですが・・・ この他に、計算条件として摩擦抵抗μ[単位不明!?]が必要となる!? 当然、鉄パイプ内での空気と鉄パイプの摩擦による圧力損失により、 入力=出力+損失 という数式が成り立つと思うのですが。。。 その他必要条件があれば、付け加えていただいて構いません。

  • 流体力学の問題で質問です

    以下の問題の解法がわかりません。 教えて頂けると大変助かります。どうか宜しくお願い致します。 次の図のように、円管にボルトで固定された入り口面積S1= 0.04m^2、出口面積S2=0.02m^2のノズ ル が あ り 、 流 量 Q = 2 0 0 L / s 、 円 形 ノ ズ ル 入 り 口 断 面 の 圧 力p1は ゲ ー ジ 圧 1 5 0 k P a 、 出 口 断 面 は 大 気 圧 で、ノズルから大気中に水が放出されているとき、次の問(1)~(3)に答えよ。ただし、破線で囲 まれた部分を検査体積にとり、水の密度ρ= 1000kg/m^3とし、流れは1次元とみなせるものとする。 (1)検査体積に流入する流速V1及び流出する流速V2を求めよ。 (2)検査体積に、単位時間当たり流入する運動量M1及び単位時間当たり流出する運動量M2を求めよ。 (3) ノズルを固定しているすべてのボルトにかかる力Fを、圧縮を負、引張を正として求めよ。

  • クーラント圧力の計算方法

    お疲れ様です。 タイトルのとうりクーラント圧力について教えて頂きたいことがあります。 ?コの字型の形状をしている物(仮:S45Cなど)の中に同じようにコの字にクーラント穴(φ8)を通した時、入口の時点で5MPaのクーラント流すと出口ではどのぐらいの圧力になる分かる計算式などを探しています。 圧力や流量などの計算式はネットに載っていたり、計算ツールが埋め込んであったりするのですが、私が求める上記のような計算をできる式などが見つかりません。(慣用的な物でも結構です。) 知っている方がいましたら是非教えてください。 よろしくお願いします。 ?クーラント穴のφ数の違いによるクーラント圧力の違いについてですが、 入口のクーラント穴がφ8 中間のクーラント穴がφ8 出口のクーラント穴がφ5 といったように最終的クーラント穴が細くたった場合、圧力にどのような変化があるものなのでしょうか? 入口のクーラント穴がφ8 中間のクーラント穴がφ5 出口のクーラント穴がφ8 はどうでしょうか? 入口5MPaで穴径による変化以外を無視した場合です。 わあたしの考えでは上の場合は圧力が高くなり、下の場合は低くなると思うのですが、 意見をお聞かせください。 よろしくお願いします。 すみません。補足します。 出口にはノズルが付いている場合です。

  • マッハ数について

    マッハ数は気温が低いと小さくなり、気温が高いと大きくなるでしょうか?それと例えば航空機上空(高高度気温が低)でマッハ数一定にするにはTASを減じるのはなぜ?どのような理屈ですか?