Двухфазный пограничный слой

Плавление и испарение кварца может сопровождаться диссоциацией. Нагреваемый твердый кварц размягчается и образует испаряющийся жидкий слой, из которого в газообразный пограничный слой поступает газообразная двуокись и окись углерода и кислород. В работе ]209] анализируется влияние массообмена и массовых сил на двухфазный пограничный слой. Существование жидкого слоя и процесс выброса капель определяются условиями распыла струй и капель (эти вопросы исследованы в работе [554] на основе работ [340, 787]). Абляция графита сопровождается реакциями горения и диссоциацией воздуха. Можно ожидать, что при температурах поверхности до 2800° С атомы азота диссоциированного воздуха будут рекомбинировать в газовой фазе. Простая модель для исследования системы С — О — N была использована в работе [682]. [c.371]

С. С, Кутателадзе первым объяснил эти эффекты как следствие гидродинамической неустойчивости двухфазного пограничного слоя. [c.192]

Развитие двухфазного пограничного слоя в таком потоке после сечения Б будет в ряде случаев отличаться от развития двухфазного пограничного слоя стабилизированного потока, а характеристики тепловые и гидродинамические таких потоков также будут различны, что требует специального анализа. На рис. 1 представлен поток, длина участка тепловой стабилизации которого меньше длины участка конвективного теплообмена, так что к сечению Б, в котором может начаться парообразование на поверхности нагрева, подходит поток, полностью термически стабилизированный. [c.69]

Вместе с тем влияние перечисленных критериев на характер обтекания некоторых тел, а также характерные особенности двухфазных пограничных слоев в градиентных потоках изучены еще недостаточно. Особый интерес для изучения представляют области перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, а также возникновение отрыва ламинарного или турбулентного слоев. Весьма небольшая часть этих (и других) задач газодинамики двухфазных сред изучена достаточно подробно. Здесь в дополнение к основному содержанию книги рассмотрены только некоторые предварительные опытные данные, представляющие более общий интерес. Необходимость дальнейших исследований перечисленных задач очевидна. [c.16]

Опыты подтверждают, что и другие критерии подобия оказывают соответствующее влияние на структуру двухфазного пограничного слоя. С увеличением числа Маха возрастают продольные градиенты давления и соответственно изменяются толщины вытеснения и потери импульса. Особенно велико влияние дисперсности жидкой фазы и продольных градиентов давления на характеристики пограничного слоя и положение точки отрыва. [c.19]

Рнс. 2.3. Рабочие части стенда КВП-2 для исследований скачков конденсации ir уплотнения и спектров обтекания тел сверхзвуковым потоком (а), двухфазного пограничного слоя, плоских сопл и диффузоров (б) [c.29]

ИЗМЕРЕНИЕ ТОЛЩИН ЖИДКИХ ПЛЕНОК И ХАРАКТЕРИСТИК ДВУХФАЗНОГО ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ [c.61]

Экспериментальные исследования двухфазных пограничных слоев требуют специальных измерительных приборов, позволяющих определять толщины пленок,, характеристики волновых процессов на поверхностях раздела, распределение скоростей и режимы течения в пленках измерять распределение скоростей в парокапельной области слоя, напряжение трения на обтекаемой поверхности. Ниже рассмотрены некоторые методы и приборы, разработанные и используемые в МЭИ. [c.61]

Опытные характеристики двухфазного пограничного слоя могут быть получены путем измерения напряжения трения на стенке и распределения скоростей в парокапельном участке. Для непосредственного измерения касательного напряжения на стенке То применяется метод плавающего элемента. В работах МЭИ с этой целью использовался механотрон. [c.66]

Рациональным профилированием сопловых решеток можно заметно снизить дополнительные потери кинетической энергии, обусловленные двухфазным пограничным слоем с увеличенным напряжением трения на границе раздела фаз неравновесностью процесса расширения в межлопаточных каналах увеличенными кромочными, а в некоторых случаях и концевыми потерями взаимодействием несущей и жидкой фаз в ядре потока при рассогласовании векторов скорости по значению и направлению. [c.144]

Двухфазный пограничный слой в межлопаточных каналах вращающейся решетки формируется в поле центробежных сил, и, следовательно, его движение имеет пространственный характер. Расчет такого течения затруднителен, и поэтому соответствующие методики до сих пор не созданы. Приближенный подход к решению этой задачи может быть развит на основе упрощенной модели, в которой изучается движение только пленки в поле центробежных сил, причем объектом исследования является отдельный элемент [c.162]

Уравнения (5.8), описывающие поведение и дискретной фазы, имеют одну пятикратно вырожденную характеристическую поверхность, являющуюся поверхностью тока дискретной фазы. Отсюда следует, что в выходном сечении и на внешней границе канала параметры частиц полностью определяются течением в канале и граничные условия здесь не задаются. Эти условия должны быть установлены во входном сечении и на тех участках выходного сечения, где с <0. Авторы [131] предполагают, что возвратные течения несущей фазы, возникающие при определенных условиях, не содержат жидкой фазы. В действительности это предположение не реализуется, так как возвратные течения увлекают капли за счет механического взаимодействия фаз и главным образом вследствие отрыва двухфазного пограничного слоя и пленки на корневом обводе канала. [c.172]

Влияние вязкости несущей фазы, а также двухфазного пограничного слоя на границах канала можно оценить, сопоставляя результаты расчетов и опытов. Расхождение оказывается значительным, в особенности в концевых зонах, где двухфазный поток приобретает пространственную структуру под воздействием вторичных течений, возникающих у концов сопловой и рабочей решеток (или закручивающего аппарата). Значительное влияние дисперсности на характеристики закрученного потока также объясняет расхождение результатов расчета и опытов, так как реальная структура дискретной фазы всегда полидисперсная. [c.176]

Двухфазный пограничный слой реагирует на появление волн возмущения от внешнего источника. В конфузорном канале пограничный слой утолщается, интенсивность пульсаций давления в пристенной области возрастает. В диффузорной области в косом срезе [c.190]

Расчеты показали (см. рис. 1.2), что на изменение давления торможения вдоль сопла наибольшее влияние оказывают степень влажности и коэффициенты скольжения, зависящие от дисперсности и темпа нарастания скорости в сопле, т. е. от его конфузор-ности. Влияние г/о и ко на коэффициенты потерь кинетической энергии значительно (рис. 6.24). Качественно аналогичный результат получен экспериментально. Однако действительные значения t, оказались большими по сравнению с расчетными, так как в расчетах не учитывалась генерация повышенной турбулентности в ядре потока крупными каплями, полидисперсность жидкой фазы, а также влияние двухфазного пограничного слоя. По этой причине опытные значения g оказываются не только более высокими, но и характер зависимостей с(Уо) заметно изменяется. [c.230]

Влияние ОДА на характеристики суживающихся сопл ( , р,) объясняется в основном изменениями в двухфазном пограничном слое и, как указывалось выше, в немалой степени процессами на границе раздела фаз. Осциллограммы локальной толщины пленки с добавкой ОДА показывают, что под действием пленки ОДА волны становятся более пологими, относительная высота гребней уменьшается (рис. 9.8), что существенно влияет на процесс срыва капель с поверхности. Зависимости плотности распределения локальных толщин пленки (рис. 9.8, б) свидетельствуют о том, что [c.306]

Таким образом, сопротивление трения в двухфазных пограничных слоях с добавками ОДА снижается по трем причинам 1) стабилизируется граница раздела фаз 2) снижается интенсивность турбулентности в слое 3) уменьшается скольжение крупных капель и их взаимодействие с пленкой. Подтверждением сказанному являются эпюры скоростей в пограничном слое на пластине без ОДА и с добавками ОДА (рис. 9.9). [c.307]

Характерно, что добавка ОДА приводит к ликвидации отрыва, зафиксированного при степени влажности Уо=15% в сечении, расположенном на расстоянии Д2=0,52/д от входа. Полученные ре--зультаты можно объяснить следующим образом. Под влиянием >ОДА стабилизируется двухфазный пограничный слой и, в частности, граница раздела фаз, имеющая в диффузорном, течении ярко выраженную волновую структуру. Увеличение полноты про- филя скорости в пограничном слое при введений i ОДА способствует большей сопротивляемости отрыву. [c.314]

Рис. 4-2. К анализу процесса теплоотдачи в двухфазном пограничном слое.

В случае срыва капель с поверхности пленки паровой пограничный слой содержит две фазы пар и капли жидкости. Капли, попадая в пограничный слой, ускоряются, разгоняемые паром. Пар же подтормаживается, отдавая каплям определенное количество движения. Характеристики двухфазного пограничного слоя изменяются по сравнению с однофазным. Они должны зависеть от отмеченного ранее движения капель в пристенной области. Двухфазный пограничный слоя изучен сравнительно слабо. [c.105]

Волны на поверхности пленки влияют не только на устойчивость течения, но и на энергообмен с окружающей средой по аналогии с неподвижной стенкой, покрытой пленкой. Волны могут существенно превышать шероховатость диска и увеличивают среднее касательное усилие, приложенное к поверхности раздела двухфазного пограничного слоя на диске, и способствуют передаче количества движения газу. Волновая структура на границе раздела фаз приводит к деформации профиля скорости в газе п увеличению гидравлического сопротивления диска. В рассматриваемом случае волны на поверхности пленки представляют не что иное, как подвижную шероховатость. Очевидно, волновая структура поверхности пленки приводит также и к увеличению пульсаций составляющих мгновенной скорости и степени турбулентности газа. [c.289]

Этот график представляет и самостоятельный интерес, так как он показывает, что с ростом влажности расстояние между точкой углового излома стенки и скачком резко возрастает. Для клина эта зависимость оказывается более слабой, что объясняется влиянием двухфазного пограничного слоя, образующегося на [c.193]

Если пар на входе в решетку влажный ( о>0), то капли попадают на входные кромки лопаток, дробятся и входят в канал, имея существенно меньший диаметр. Другая часть капель оседает на входных участках профиля в виде пленки. Наконец, значительная часть крупных капель, минуя входные кромки, попадает в канал, где происходит неполная сепарация капель на вогнутую поверхность профиля и спинку. Следовательно, в каналах решеток движутся капли различной дисперсности, с разными скоростями происходит рассогласование скоростей жидкой и паровой фаз по величине и направлению. Вместе с тем капли, оседающие на входной кромке, образуют пленку на вогнутой и выпуклой поверхностях. На профиле возникает двухфазный пограничный слой, состоящий из пленки, примыкающей к поверхностям лопаток, и парокапельного слоя, взаимодействующего с пленкой. / [c.296]

Анализ опытных данных показывает, что наибольший удельный вес в общем балансе дополнительных потерь имеют потери, обусловленные дроблением пленки и капель за выходными кромками, потери на трение в двухфазном пограничном слое, а также потери, связанные со скольжением капель и взаимодействием их с входными кромками. [c.308]

В лаборатории турбомашин МЭИ введены в эксплуатацию различные стенды влажного пара, ориентированные на экспериментальное изучение следующих основных задач I) механизма конденсации в равновесных и неравновесных течениях влажного пара при больших скоростях и, в частности, скачковой конденсации 2) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде и условий перехода через скорость звука 3) основных свойств дозвуковых и сверхзвуковых течений в каналах различной формы с подробным изучением волн разрежения и скачков уплотнения в эту группу включаются исследования основных энергетических и расходных характеристик сопл, диффузоров и других каналов 4) двухфазного пограничного слоя и пленок, образующихся на поверхностях различных форм 5) течений влажного пара в решетках турбин (плоских, прямых и кольцевых) с подробным изучением структуры потока, углов выхода, коэффициентов расхода и потерь энергии 6) структуры потока и потерь энергии в турбинных ступенях, работающих на влажном паре, с подробным изучением оптимальных условий сепарации влаги из проточной части и явлений эрозии. [c.388]

Реагируюпщй двухфазный пограничный слой газа с частицами на аблирующем теле при гиперзвуковых скоростях полета подробно исследован Чудхури [112]. В предложенной им модификации многофазного пограничного слоя, рассмотренной в предыдущих разделах, используется время горения твердой частицы и теплота испарения или реакции. Массовая скорость реакции на [c.371]

Область VI область от сечения Д, в котором Х=Х(, = 0, до сечения Е, в котором смыкаются двухфазные кипящие слои и ядро потока становится двухфазным, хотя поток может быть еще на значительной длине неравновесным термически, т. е. содержать значительное количество пара в недогретой воде. Следует отметить, что порядок расположения сечений Г — начала интенсивного парообразования, я Е — смыкания двухфазных пограничных слоев — в некоторых случаях, особенно при очень малых диаметрах канала или узких щелях, может быть обратным, т. е. смыкание двухфазных слоев может быть раньше начала интенсивного парообразования. Что касается сечения Д, в котором х=Хг, = 0, то это сечение также может быть расположено и до начала интенсивного парообразования (при очень малой неравно-веспости — очень малых недогревах на входе) и после сечения Е — смыкания двухфазных слоев (при очень малых поперечных сечениях канала и больших недогревах на входе). [c.70]

Необходимо также отметить, что приведенный выше анализ термогидродинамических характеристик дан только для термически стабилизированного потока. Если же кипение на теп-лоотдаюш,ей поверхности начинается в сечении, расположенном выше по потоку, чем сечение конца термической стабилизации, то в таком потоке развитие двухфазного пограничного слоя происходит иначе, нежели в стабилизированном. При изменении температуры жидкости [c.77]

Обтекание плохообтекаемых тел двухфазным потоком. На примере обтекания таких тел можно проследить влияние двухфаз-ности на положение точек отрыва двухфазного пограничного слоя, протяженность локальной области автомодельности по числу Рейнольдса, развитие кризиса сопротивления при отрыве турбулентного слоя и, наконец, влияние сжимаемости. [c.16]

Двухфазный пограничный слой. Двухпараметрическая зависимость толщин слабоградиентного пограничного слоя установлена в [61]. Следовательно, влияние чисел Рейнольдса пленок и несущей фазы на характеристики трения подтверждены экспериментальна (рис. 1.7). Влияние отношения плотностей фаз оказывается также значительным, причем с ростом р напряжение трения на стенке вначале растет, а затем, при р>30ч-50 падает. [c.19]

В лаборатории турбомашин МЭИ используются различные стенды влажнога водяного пара, ориентированные на изучение 1) условий подобия и моделирования двухфазных течений в различных каналах и в элементах проточной части турбин АЭС 2) механизмов скачковой и вихревой конденсации пара в соплах каналах и решетках турбин при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях 3) влияния периодической нестационарности и турбулентности на процессы образования дискретной фазы, взаимодействия фаз и интегральные характеристики потоков 4) двухфазного пограничного слоя и пленок в безградиентных и градиентных течениях 5) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде, а также критических режимов в различных каналах в стационарных и нестационарных потоках 6) основных свойств и характеристик дозвуковых и сверхзвуковых течений в соплах, диффузорах, трубах, отверстиях и щелях 7) влияния тепло- и массообмена на характеристики потоков в различных каналах 8) течений влажного пара в решетках турбин с подробным изучением структуры потока и газодинамических характеристик 9) структуре потока, потерь энергии и эрозионного процесса в турбинных ступенях, работающих на влажном паре 10) рабочего процесса двухфазных струйных аппаратов (эжекторов i и инжекторов). [c.22]

Стенд III (риа. 2,1) контур влажного пара с оптическим прибором Теп-лера и интерферометрической приставкой к нему — обеспечен несколькими рабочими частями. Одна из них предназначена для исследования скачков конденсации и скачков уплотнения в сверхзвуковом потоке влажного пара, а также спектров обтекания различных тел (рис. 2.3, a)j. Другие рабочие части предназначены соответственно для исследования двухфазного пограничного слоя и пленок <рис. 2.3,6), движения влажного пара в йлоских соплах и диффузорах, а также [c.23]

Сложность структуры потока влажного пара в турбинных решетках (см. гл. 3) едва ли позволяет в настоящее время решить проблему в рамках единого метода. Численное моделирование таких течений должно строиться на базе системы алгоритмов и программ, позволяющих проводить последовательное уточнение путем учета различных физических факторов. В этой связи создание-методов расчета течений насыщенного и влажного пара в межло-паточных каналах решеток в широком диапазоне газодинамических параметров с учетом термодинамической и механической неравно-весности двухфазных потоков является важной задачей. Решение этой задачи дает возможность получить информацию о распределении параметров на внешней границе двухфазного пограничного слоя и тем самым создает предпосылки для обоснованного учета и других особенностей течения влажного пара в решетках. Необходимо также подчеркнуть, что развитая ниже методика расчета плоских двухфазных течений применима к каналам любой формы. [c.125]

Реальный парокапельный поток в решетках имеет полидисперс-ную структуру. Расчетное исследование и профилирование решеток может быть осуществлено с учетом этого фактора и двухфазного пограничного слоя на обводах лопаток. Сравнение двух типов профилей и каналов для перегретого пара (С-9012А) и пароводя- [c.148]

Влага, попавшая на поверхность профиля с начальной скоростью 0 = 0 (нормально к поверхности профиля), на входном участке профиля движется в сторону входной кромки, а на выходном— в сторону выходной. Под действием кориолисовых сил при малых углах наклона элементов профиля капли сбрасываются с входных кромок лопаток против потока. Эти капли попадают на выходные кромки сопловых лопаток и вновь возвращаются на рабочие лопатки этот процесс может многократно повторяться. Отметим, что коэффициент Ki зависит от со. С ростом о) увеличивается веерообразность профиля скорости в двухфазном пограничном слое, интенсифицируется взаимодействие между пленкой и парокапельным слоем. [c.166]

Обобщение результатов опытов, проведенных в экспериментальных и натурных турбинах, подтверждает, что применение специальных ступеней-сепараторов существенно повышает коэффициенты сепарации по сравнению со ступенями обычного исполнения, выполненными с периферийной и внутриканальной сепарацией (в сопловой решетке). Вместе с тем даже ограниченное число опытов свидетельствует, что обогрев и наддув двухфазного пограничного слоя позволяют получить более высокую по сравнению с сепарацией экономичность и надежность влажнопаровых ступеней и турбин. Применение этого способа позволяет снизить дополнительные потери, обусловленные потерей части рабочего тела, повышает эффективность влагоудаления и диспергирование оставшихся в потоке капель. Некоторые опытные данные МЭИ (рис. 5.20) отчетливо показывают перспективность обогрева и наддува сопловых решеток. Можно отметить заметное снижение размеров капель и более равномерное распределение дисперсности по [c.183]

Влияние числа Маха на отражают кривые на рис. 7.5, в, подтверждающие, что в дозвуковом диапазоне скоростей на входе полные потери увеличиваются с ростом М в зоне влажного пара. Характерно, что при больших числах Mi особенно интенсивный рост отмечается при переходе в область влажного пара (примерно в 4 раза). Следует отметить, что графики на рис. 7.5, в относятся к предельному диффузору, имеющему степень расширения п = 6,83 и угол раскрытия уд=13°. Коэффициент при Mi = = 0,843 и /2so>l,10 достигает 65 7о, что дает основания предположить, что в диффузоре реализуется отрыв двухфазного пограничного слоя. Несмотря на уменьшенные продольные градиенты давления, вследствие интенсивной диссипации кинетической энергии в пристенной области профили скоростей пробретают пред-отрывную форму. [c.238]

Рис. 9.9. Влияние добавки ОДА на характеристики двухфазного пограничного слоя в безградиентном потоке на пластине а — Rejj-6,34 10 С=7,6 10-6 кг ОДА/кг НгО б — Re =7,65 10= С-23-10-6 кг ОДА/кг

Следует отметить, что вдоль теоретической кривой хорошо располагаются данные, полученные при малых объемных водосодержаниях потока. С увеличением водосодержапия потока экспериментальные значения Sta/ Fstj P s, начинают отклоняться от теоретических значений, что находится в соответствии с ограничениями модели по гомогенности потока. Отклоняются также от расчетной кривой данные, температура стенки в которых в закризисной области на всем протяжении начального участка И.ЛИ на значительной его части меньше температуры предельного перегрева жидкости Гпред. Это означает, что на начальном участке развивался двухфазный пограничный слой, в котором паросодержание неизвестно. Если рассчитывать Лет по температуре стенки и давлению, то йст получится [c.178]

Диффузионная модель. Рассмотрим следующую модель процесса массообмена в парогеперирующем канале (рис. 5.23) с постоянным тепловым потоком по длине капала для случая начала поверхностного кипения [5.24]. На вход в парогенерирующий канал поступает жидкость с концентрацией примеси, например, солиСо . До тех пор, пока на обогреваемой стенке не начнется процесс парообразования, концентрация соли по сечению потока постоянна С = Сщ. Пузырьки пара отрываются от поверхности нагрева, сносятся потоком жидкости и образуют развивающийся диффузионный двухфазный пограничный слой. В некотором сечении на оси трубы происходит слияние пограничных слоев. До этого сечения концентрация изменялась только в пределах пограничного слоя, в котором находились пузырьки пара. В ядре течения концентрация оставалась неиз- [c.221]

Характер изменения величины г в зависимости от отношения энтальпий io/is is — энтальпия насыщенного пара, соответствующая изоэнтропийному расширению от состояния торможения) можно видеть на рис. 10-1,6. При Уо % температура стенки близка к температуре насыщения в этом случае создаются условия, необходимые для формирования пленки. Следовательно, при указанной влал<ности структура двухфазного пограничного слоя меняется непосредственно на стенке движется жидкая пленка, над которой располагается парокапельный участок слоя с переменной концентрацией жидкой фазы. [c.277]

Частным случаем двухфазного пограничного слоя является жидкая пленка на твердой поверхности при отсутствии парокапельной стрз ктуры над нею. В отличие от двухфазного пограничного слоя, в котором существует пленка и, кроме того, жидкая фаза распределена в виде капелек, в рассматриваемом частном случае пленка отделена от газообразной фазы четкой границей, на которой скачкообразно меняется ряд параметров агрегатное состояние, химический состав, плотность и др. [c.278]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...