ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пристеночные течения в плоских струйных элементах, работающих с отрывом потока от стенки из "Теория элементов пневмоники " На рис. 15,1,6 представлены характеристики изменения Рз в камере за выходным каналом в функции от давления рь создававшегося перед каналом управления, полученные при работе элемента с протоком воздуха через выходной канал. Характеристики были сняты при различных давлениях перед входным каналом характеристика / при ро = 250 мм вод. ст. и характеристика 2 при ро=100 мм вод. ст. На рис. 15.1, в представлены характеристики изменения расхода воздуха через выходной канал Qa и по каналу управления Qi в функции от давления pi, снятые одновременно с характеристикой 1, показанной на рис. 15.1, 6. [c.167] Основное применение в последние годы получают плоские струйные элементы, показанные на рис. 15.2. Рассмотрим элементы этого типа. Согласно рис. 15.2, а и б основная струя вытекает из канала питания шириной ао, воздух к которому подводится под давлением ро. Для управления служат канал шириной а, к которому подводится воздух под давлением р (рис. 15.2, а), или для элемента с двумя стенками (рис. 15.2,6)—два таких канала, расположенные один против другого, на входах в которые соз дается разность давлений используемая для управ ления. Особенностью этих элементов является то, что прямоли нейная стенка (рис. 15.2, а) или обе такие стенки (рис. 15.2,6) составляющие с осью канала питания угол ро, при их продол жении до пересечения с линией выходного сечения канала пита ния пересекают последнюю на некотором расстоянии Со от кром ки выходного сечения канала питания. [c.168] По определенным таким образом ёш1(И и со рассчитываются характеристики потока так, как это указано в 55. [c.171] Эрих рассчитал границы струи ВС и ЕА для канала при ац = 11/2 и для отверстия указанной выше конфигурации при рк = я. На рис. 15.3, е приведены характеристики изменения с /а в функции от Ьк1а для канала, показанного в верхней части рисунка (величины с , 6ц, й показаны на схемах, изображенных на рис. 15.3, е). Кривая 1 отвечает случаю течения при отделении струи от стенки, кривая 2 — течению, при котором струя примыкает к стенке. [c.171] Из работ, специально посвященных исследованию течений в струйных элементах рассматриваемого здесь типа, отметим работу Ту И-о и Г. Коуэна [114]. [c.171] При распространении турбулентной струи в при-стеночной области структура струи иная, чем при свободном течении, когда струя не ограничена стенками. Схема струи, ограниченной одной стенкой, или, как говорят, полуограниченной струи, показана на рис. [c.172] Исследуя движение турбулентных струй в таких условиях И. В. Лебедев использовал в работе [29] выводы теории Л. Пранд-тля о постоянстве в поперечных сечениях струи кинематического коэффициента турбулентной вязкости, определяемого как отношение касательного напряжения на поверхности выделенного элемента потока к градиенту изменения скорости в направлении, нормальном к стенке, умноженному на плотность среды. При этом принимается, что величина указанного коэффициента, сохраняя постоянное значение в каждом данном поперечном сечении струи, меняется от сечения к сечению. Для каждого данного поперечного сечения условно считается неизменным и статическое давление, и на этом основании рассматривается уравнение равновесия выделенного элемента потока с учетом лишь сил, действующих в продольном направлении. При этих упрощающих допущениях выведено дифференциальное уравнение плоского движения элемента среды. Анализ полученного таким образом уравнения привел к заключению о том, что для характеристик течения при заданном отношении (см. рис. [c.173] Для рассматриваемой области приложений представляют интерес и другие, более сложные струйные течения. Например, при наличии в струйном элементе двух каналов управления, объединенных в один общий канал, как показано на рис. 15.6, г, на выходе из каналов создаются условия течения, близкие к описанным в работе [3], где приведены построенные по данным опытов эпюры распределения скоростей в камере прямоугольного сечения, в которую воздух поступает через два щелевых канала, расположенных вдоль боковых стенок (рис. 15.6,5). Здесь на начальном участке камеры частицы движутся в основном направлении главным образом вдоль боковых стенок вместе с тем они движутся с меньшей скоростью вдоль верхней и нижней стенок, которые на рисунке не показаны. Во всей же центральной части сечения камеры скорость течения направлена в сторону, противоположную основному направлению движения, что указывает на возникновение в камере циркуляционных течений. При этом, согласно рис. 12.6,5, наблюдаются сложные циркуляционные течения во взаимноперпендикулярных плоскостях. [c.177] Исследованию пристеночных течений была посвящена работа Борка и Ньюмена [58]. Они дали приближенное решение задачи о течении развитой турбулентной струи, примыкающей к прямолинейной стенке, и рассмотрели вопрос о зависимости размеров циркуляционной зоны от угла между стенкой и первоначальным направлением потока. Это исследование основано на двух главных допущениях принято, что длина стенки не ограничена и что давление в циркуляционной зоне не меняется. При ряде упрощающих допущений характеристики струи, примыкающей к стенке, исследовались и Р. А. Сойером [106, 107]. [c.178] Для струйных элементов является неоправданным принятие допущения о постоянстве давления в циркуляционной зоне. Вместе с тем у некоторых элементов рассматриваемого типа отрыв потока происходит при достижении границей циркуляционной зоны( она смещается под действием давления в канале управления) конца стенки поэтому необходимо учитывать конечные размеры стенки. В указанных выше и других работах, на которые здесь делаются ссылки, не учитывается наличие торцевых стенок, что, как будет показано в 16, в некоторых случаях может оказывать большое влияние на характеристики струи. Попытка учесть это влияние была сделана И. В. Лебедевым, изучавшим, правда, несколько иные формы струйных течений (см. [28] и прерыдущий раздел этого параграфа). [c.178] Экспериментальное исследование распределения давлений у стенки в реальных струйных элементах, работающих с малыми давлениями питания, было проведено В. Юдицким [74]. Им получены характеристики, аналогичные показанным на рис. 15.7, при работе элементов с давлениями питания 300, 500 и 1000 мм вод. ст. Опыты были проведены при различных углах наклона стенок. [c.179] Во всех перечисленных выше работах ставится задачей изучение характеристик пристеночных течений в струйном элементе, показанном на рис. 15.2, а. [c.180] При некоторых условиях течение в элементах рассматриваемого типа приближается к течению с отрывом потока от стенки в диффузорах, которое наблюдается при относительно больших углах раствора стенок диффузора. На использовании этой аналогии базировались исследования элементов, работающих с отрывом потока от стенки, проведенные Тёпфером и Кёнигом [111]. [c.181] Вернуться к основной статье