ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Формоизменение и перемешивание свободных струй при соударении из "Основы общей теории тепловой работы печей " Для выяснения особенностей струйного движения газов в ограниченном пространстве, прежде всего, рассмотрим основные закономерности свободной струи, а также соударения свободных струй между собою и со стенками. [c.33] Закономерности затопленной свободной струи (рис. 4), т. е. струи, распространяющейся в неограниченном пространстве, заполненном средой той же плотности, изучены детально. [c.33] Для любого поперечного сечения свободной струи справедливо выражение mw = onsi, где mw — количество движения. [c.33] Первый член правой части уравнения представляет собой кинетическую энергию струи в данном сечении. Второй и третий члены характеризуют потерю энергии на удар и на преодоление сопротивлений при вовлечении в движение присоединенной массы. [c.33] Перепадом давления по сечению свободной струи практически можно пренебрегать. [c.34] На диаграмме рис. 5 представлены основные расчетные характеристики свободной струи. [c.34] Центральный угол раскрытия свободной струи по экспериментальным данным составляет 20—24°. Как это видно из рис. 4, в центральной части струи можно выделить ядро постоянной массы, для которого в любом сечении масса равняется начальной (то). [c.35] Для вычисления величины живой силы в любом сечении ядра постоянной массы осесимметричной струи в теории свободной струи [33] имеются соответствующие уравнения. [c.36] На рис. 6 приведены кривые изменения безразмерных радиуса, живой силы и средней скорости ядра посроянной массы вдоль осесимметричной струи. [c.36] Приведенные цифры указывают на особую роль, которую играет в струе ядро постоянной массы. В свободной струе присоединенная масса движется в том же направлении, что и ядро постоянной массы, а окружающая среда, из которой берется присоединенная масса — неподвижна. [c.37] Постоянный материальный обмен между ядром постоянной массы и присоединенной массой, происходящий в турбулентных струях, вызывает отмеченное выше постепенное изменение теплосодержания ядра постоянной массы. [c.37] Теоретическое исследование явлений при соударении турбулентных струй развиты в слабой мере, поэтому правильнее всего обратиться к имеющимся экспериментальным данным. [c.37] Экспериментальные исследования формоизменений при соударении газовых струй были выполнены В. И. Миткалинным [34, 35, 36]. Изучалось влияние угла встречи струй, формы сечения сопла, размеров сопла и расстояния между соплами, т. е. основных параметров, могущих оказать влияние на характер соударения. В процессе соударения происходит формоизменение струй, после чего образуется объединенный поток, в дальнейшем распространяющийся как одиночная струя. [c.37] В связи с этим весь рассматриваемый поток удобно разбить на три участка до соприкосновения струи, переходный и основной. Участок до соприкосновения начинается от среза сопла и кончается в месте соприкосновения струй своими поверхностями. Так как длина этого участка определяется расстоянием между соплами и углами раскрытия и встречи струй (а), то она может быть найдена простым геометрическим построением. Основной участок слившейся струи представляет собой одиночную свободную струю, начавшуюся с сечения, где перестают действовать силы деформации (приблизительно начиная с расстояния в 4—8 калибров). [c.37] Участок струи от места соприкосновения до основного является переходным. Здесь действуют силы деформации и происходит формоизменение струи, иначе говоря, из двух или нескольких струй образуется один поток (струя). В силу указанного внешние границы переходного участка не являются прямолинейными, а поперечное сечение меняет форму. [c.38] При соударении одинаковых струй происходит как бы их расплющивание, причем тем большее, чем больше угол встречи (а), при этом размер переходного сечения в плоскости угла встречи (предполагается, что струи находятся в одной плоскости) уменьшается, а в перпендикулярном направлении увеличивается. [c.38] На рис. 8 приведено изменение величины ф по длине струй, где X имеет то же значение, что и выше. [c.38] Как видно из рисунка, при угле встречи в 10° переходный участок кончается на расстоянии 4 калибров, а при угле встречи в 40°— 10 калибров. [c.38] Величина главной деформации зависит также от соотношения количеств движения струй, причем, как и следовало ожидать, при уменьшении количества движения одной из струй главная деформация уменьшается. [c.38] Как известно, при одинаковом количестве движения наибольшей дальнобойностью обладает осесимметричная свободная струя, у которой отношение периметра сечения к его площади наименьшее. [c.38] Вернуться к основной статье