Движение завихренное

D гидродинамике увеличение скорости течения жидкости приводит к смене ламинарного режима течения турбулентным. До недавнего времени это отождествлялось с переходом от порядка к хаосу. В действительности же обнаружено, что в точке перехода происходит упорядочение, при котором часть энергии системы переходит в макроскопически упорядоченное вихревое движение. Завихрения в турбулентном движении являются, таким образом, диссипативными структурами. [c.275]

Здесь 0 — переносимые качества температура, концентрация, количество движения, завихренность. Соответственно с этим источники возмущений могут быть плоскими, линейными и точечными [c.240]

ЧАСТНЫЕ СЛУЧАИ ДВИЖЕНИЯ ЗАВИХРЕННОЙ ЖИДКОСТИ [c.43]

Поскольку в относительном движении завихренность при условии потенциальности абсолютного движения, равна 12 = —2ш (см. задачу 13.7), то ее единственная компонента, отличная от нуля, равна [c.352]

Необратимые этапы в каком-либо процессе всегда приводят к рассеянию механической энергии. Эффективность процесса понижается вследствие трения, под действием которого кинетическая энергия, связанная с макроскопическими движениями, завихрениями и т. д., превращается в тепло. Этот переход упорядоченных макроскопических движений в хаотическое молекулярное движение называют обычно диссипацией энергии. [c.31]

Проблема влияния вихрей на движение твердого тела является одной из ключевых для объяснения эффектов динамики летательных аппаратов и динамики кораблей на подводных крыльях. При исследовании характеристик траекторий космических объектов также очень важно знать закономерности влияния на их движение завихренности жидкости, наполняющей полости летального аппарата. [c.10]

Точные решения. Несмотря на сильное нелинейное переплетение функций тока у и завихренности С в исходной разрешающей системе (2.3), (2.4), в ряде случаев удается найти ее точные аналитические решения при определенных начальных условиях. Эти решения, составляющие своеобразный золотой фонд гидромеханики, в настоящее время являются основой для конструирования эффективных численных алгоритмов для решения общей системы (2.3), (2.4) [263]. Приведем наиболее типичные примеры вихрь Рэнкина, установившееся движение завихренности и эллиптический вихрь Кирхгофа. [c.58]

При установившемся движении завихренности частные производные по времени от функции у и равны нулю. Тогда будет решением уравнения (2.3). Здесь /(у) — произвольная достаточно гладкая функция от у. Уравнение (2.4) принимает вид [c.59]

Проблема отыскания.установившихся осесимметричных движений завихренности чрезвычайно сложна — задача при этом сводится к совместному рассмотрению уравнений (4.5) и (4.6). При этом получается нелинейное интегральное уравнение с неизвестной границей Э5 области 5. Различные современные подходы, основанные на асимптотических и численных методах, к анализу этой проблемы в случае вихревого кольца немалого конечного сечения изложены в( 126, 190 ]. [c.180]

Рассматривая движение топлива в трубопроводах, легко убедиться, что структура потока турбулентна, т. е. движение завихренное, из-за сравнительно небольшого значения вязкости керосина. [c.150]

В реальных условиях в результате трения и завихрений при течении потока часть кинетической энергии направленного движения молекул превращается в энергию неупорядоченного движения молекул, что повышает энтальпию рабочего тела за соплом, уменьшает располагаемый теплоперепад и скорость потока [c.168]

Рис. 71. Неправильное расположение крыльчатки насоса, увеличивающее завихрение при движении воды

Второй вид потока называется турбулентным, в нем непрерывно происходит перемешивание всех слоев жидкости. Каждая частица потока, перемещаясь вдоль канала с некоторой скоростью, совершает различные движения перпендикулярно стенкам канала. В связи с этим поток представляет собой беспорядочную массу хаотически движущихся частиц. Чем больше образуется пульсаций, завихрений, тем больше турбулентность потока. При переходе ламинарного движения в турбулентное сопротивление от трения в канале возрастает. [c.402]

Поршневые регуляторы применяют главным образом для регулирования скорости прямолинейного движения. Тормозное усилие здесь создается за счет трения жидкости или газа о стенки цилиндра и поршень, внутреннего трения, а также завихрений, возникающих при протекании жидкости через узкие щели и отверстия [c.116]

Профиль скорости жидкости не изменяется вплоть до окрестности носовой части газового пузырька, в которой появляются два новых источника завихренности, вызванные взаимодействием жидкости с поверхностью пузырька и изменением движения жидкости относительно стенок трубы вблизи границы раздела между газом и жидкостью. Пограничные слои, возникающие при этом, обозначены на рис. 60, б линиями увеличенной толщины. Можно показать, что число Рейнольдса Ке = 2рн/ /р. в этом случае велико [c.210]

Очевидно, что (5. 5. 4.5) не удовлетворяет уравнению (5. 5. 3) во всех точках потока, если функция Ь Ч) не описывает параболический профиль скорости. Однако функция тока ф, определенная при помощи (5. 3. 45). действительно описывает течение жидкости с указанным распределением завихренности. Прп этом движение жидкости является безвихревым на оси трубы и в непосредственной окрестности точки набегания потока. [c.218]

Этот класс движения называют завихренным. [c.232]

Рассмотрим завихренное движение, [c.232]

Завихренности движения вектор 231 Задачи статические определенные 114 Закон гидростатический 252 [c.342]

Движение, описываемое формулами (6), потенциально для движения же, описываемого формулами (7), rot V2 0. Таким образом, движение продуктов горения за возмущенным фронтом оказывается завихренным. [c.669]

Движение потока жидкого металла с увеличивающейся скоростью по рабочей полости формы сопровождается разделением потока на множество отдельных струй при наличии местных сопротивлений (повороты, внезапное расширение и сужение канала и др.) в потоке возникают завихрения. Эти негативные процессы способствуют образованию указанных выше дефектов. Поэтому при разработке технологического процесса литья титановых отливок следует стремиться к тому, чтобы жидкий металл двигался по каналам и полостям литейной формы в виде компактного потока, не распадающегося на отдельные струи. Для обеспечения полного заполнения рабочей полости формы следует выдерживать скорость движения жидкого металла достаточно высокой. [c.326]

В случае отсутствия завихренности он продолжал бы двигаться поступательно при наличии завихренности этот элемент должен был бы начать вращаться в направлении, указанном на рис. 330 стрелкой. Наряду с движением центра тяжести затвердевшего элемента жидкости возникло бы вращение его вокруг оси, перпендикулярной к плоскости чертежа и проходящей через центр тяжести элемента. [c.551]

Возникновение циркуляции вокруг крыла тесно связано с возникновением вихрей позади крыла. Вначале, пока крыло находится в покое, циркуляция отсутствует и общий момент импульса системы крыло — окружающая среда равен нулю. Поэтому и в дальнейшем общий момент импульса этой замкнутой системы должен оставаться равным нулю. В начальный момент, пока циркуляция еще не возникла, картина обтекания должна быть близка к той, которая изображена на рис. 352. Частицы воздуха, обтекающие крыло снизу, поднимаются мимо задней его кромки вверх. При этом под действием сил вязкости движение частиц воздуха становится завихренным, Так как частицы воздуха испытывают торможение со стороны кромки крыла, то они приобретают вращение против часовой стрелки. У кромки постепенно образуется вихрь с вращением против часовой стрелки (рис. 355). Затем этот вихрь отрывается от крыла и уносится потоком. Вихри, обладающие моментом импульса, соответствующим вращению против часовой стрелки, возникают один за другим, и таким образом у задней кромки крыла все время возникают моменты импульса. В результате в силу закона сохранения моментов импульса вокруг крыла должна возникнуть циркуляция, направленная в сторону, противоположную вращению вихря (по часовой стрелке). [c.565]

Плоские форсунки позволяют получпть широкую тонкую распыленную струю, воспринимающую лучистую теплоту от топки по большой поверхности. Кроме того, топкость струи облегчает проникновение внутрь нее воздуха. Это создает условия для ускорения процессов воспламенения и горения и укорочения факела. Укорочение факела может быть достигнуто и другим путем. Так, например, в некоторых форсунках для укорочения факела и для большего расширения его в стороны применяется закручивание распыляющей паровой струи. Примером может служить форсунка, изображенная на рис. 36, в которой распыляющий пар или сжатый воздух подходит к мазуту через косорасположепные щели, благодаря чему паровая струя приобретает вращательное движение. Завихрение распыляющего пара в форсунках позволяет уменьшить расход пара, улучшить распыление и, по всей вероятности, смешивание паровоздушного потока с воздухом. [c.72]

Описанные выше свойства движения завихренной жидкости представляют собой чисто кинематические теоремы, не связанные со специфическими свойствами жидкостей или особенностями моделей их движения. Доказательства теорем основывались лишь на общем свойстве сплошпости (непрерывности) среды. Вот почему сформулированные в этом параграфе выводы хорошо отражают действительность. Другие вопросы движения завихренной жидкости относятся к динамике и будут существенно зависеть от выбираемой модели течений. [c.28]

Удобным методом, позволяющим учесть условие непротекания на поверхности тела произвольной геометрии, является метод присоединенных вихрей [Белоцерковский, Пишт, 1978]. Поскольку поверхность тела, обтекаемого невязкой жидкостью, является линией тангенциального разрыва скорости, то ее заменяют присоединенной вихревой пеленой, которую, в свою очередь, моделируют набором точечных вихрей. Само же условие непротекания ставится лишь в конечном числе контрольных точек, расположенных мелоду вихрями. Вопрос о способе размещения присоединенных вихрей и контрольных точек и о выборе их числа наиболее полно изучен в работах Д.Н. Горелова [1980, 1990]. В отличие от обычно применяемого равномерного размещения (см. С.М. Белоцерковский, М.И. Ништ [1978]), здесь предлагается находить положение контрольных точек из условия равенства в них скорости, индуцированной присоединенными вихрями, и скорости, индуцированной непрерьшным вихревым слоем, что позволяет существенно повысить точность определения циркуляций сходящих вихрей или увеличивать шаг интегрирования по времени. Общая точность расчетов зависит и от числа присоединенных вихрей. Его увеличение ограничено возможностями ЭВМ - приходится решать системы линейных уравнений с большим числом неизвестных. По этой причине возникает сложность в применении метода присоединенных вихрей в задачах о движении завихренных областей вблизи протяженных границ (около плоскости, в каначе и т. п.). [c.327]

Действуя в рамках изложенной выиле методологии, перепишем закон осесимметричного движения завихренной жидкости без закрутки (1.97) в лагранжевых переменных = (ао о), в качестве которых возьмем начальные координаты материальной точки (а( ,0), 2 (4,0)) (каждому элементарному вихревому кольцу соответствует точка в плоскости ф = 0) [c.335]

Заметим, что, как и система точечных вихрей [Гешев, Черных, 1983], система вихревых частиц в круге допускает интегралы движения, независящие от времени - инварианты. Во-первых, это сам гамильтониан Я,у (6.59), который соответствует кинетической энергии движения завихренной жидкости. Во-вторых, поскольку область движения жидкости - круг, то в силу инвариантности гамильтониана (6.59) относительно вращений существует интеграл движения, связанный с законом сохранения момента импульса [c.378]

Концепция вихревого движения имеет давнюю историю. Здесь можно укязать как на феноменологические вихревые модели Вселенной (Декарт) и атома (Кельвин), так и на тонкие наблюдения закономерностей вихреобразования и их яркое художественное воплощение (Леонардо да Винчи, Ван Гог). Разнообразные примеры такого движения в природе, науке и технике приведены в интересной монографии [173]. Математическое описание процессов, связанных с движением завихренности в жидкости, началось в 1858 г. выдающейся статьей Г.Гельмгольца [135]. О фундаментальной важности этой статьи свидетельствуют и ее переводы на русский и английский ( в Англии и США) языки. С тех пор интерес к проблемам вихревой динамики ( сухожилий и ускулов течения жидкости [224])то угасал, то вновь возрождался. По замечанию Ф.Сэффмеиа[222 повышенный интерес к этой проблеме наблюдается примерно каждые 50 лет. И если первые исследователи были в основном настроены на создание объясняющей инерцию и гравитацию вихревой теории материи [177,227,241], то сейчас дело обстоит иначе. [c.3]

Еще один случай точного решения дает течение, имеющее квазикристаллическую симметрию 33]. В этом типе стационарного движения завихренность периодически распределена на правильные iV-угольные ячейки, а функция тока имеет вид [c.60]

Дефлектор может быть выполнен отдельной деталью, как, например в двигателе М-25 (фиг. 444), или в виде небольших приливов на картере с кромками, направленными против движения завихренного потока воздуха с маслом (двигатель Хорнет). [c.441]

Качество горелочных устройств во многом определяется процессом смесеподготовки, т.е. смешением горючего и окислителя, конечная цель которого — создание гомогенной смеси компонентов топлива [34—40, 62, 63, 106, 141, 144, 245]. Для этого в камерах сгорания, горелочных устройствах широко используют криволинейные линии тока, закрутку потока и другие способы образования течения с интенсивной завихренностью [62, 106]. Примером может служить камера сгорания поршневого двигателя со стратифицированным зарядом (рис. 1.9). Закрутка поступающего воздуха и всасывающе-выталкивающее движение смеси, так называемое хлюпание, возникающее из-за выемки в днище поршня, позволяют решить две проблемы снизить эмиссию загрязняющих веществ и повысить КПД. Эти же моменты используются и для организации хорошей смесеподготовки в двигателях, работающих по циклу Дизеля. Закрутку потока используют [c.29]

В частности, в осесимметричных струях такие структуры идентифицируются с неустойчивостью вихревого слоя и его сворачиванием в концентрации завихренности — вихри. Снос этих вихрей вниз по потоку сопровожцается процессом их последовательного слияния попарно, что и определяет расширение слоя смешения. Каскад попарных слияний вихрей заканчивается образованием последовательности клубков. В конце начального участка крупномасштабные клубки разрушаются и генерируют мелкомасштабную турбулентность. Взаимодействие упорядоченных, когерентных структур с хаотическим турбулентным фоном определяет динамику развития структурного турбулентного движения. [c.127]

Таким образом, если в какой-либо точке линии тока завихренность отсутствует, то она отсутствует и вдоль всей этой линии. Если движение жидкости не стационарно, то этот результат остается в силе, с той разлицей, что надо говорить не о линии тока, а о траектории, описываемой с течением времени некоторой определенной жидкой частицей (напоминаем, что при нестационарном движении эти траектории не совпадают, вообще говоря, с линиями тока) ). [c.32]

Во избелонне недоразумений отметим уже здесь, что этот результат теряет смысл при турбулентном движении. Отметим также, что завихренность может появиться на ли1тн тока после пересечения ею так называемой ударной волны мы увидим, что это связано с нарушением изэнтропичности течения ( 114). [c.32]

Выясним теперь некоторые общие свойства потенциального движения жидкости. Прежде всего напомним, что вывод закона сохранения циркуляции, а с ним и всех дальнейших следствий, был основан на предположении об изэнтропичности течения. Если же движение не изэнтропично, то этот закон не имеет места поэтому, даже если в некоторый момент времени двилсе-ние является потенциальным, то в дальнейшем, вооб]це говоря, завихренность все же появится. Таким образом, фактически потенциальным может быть лишь изэнтропическое движение. [c.35]

Оказывается, что на больших расстояниях позади тела скорость V заметно отлична от нуля лишь в сравнительно узкой области вокруг оси х. В эту область, называемую ламинарным следом ), попадают частицы жидкости, движущиеся вдоль линий тока, проходящих мимо обтекаемого тела на сравнительно небольших расстояниях от него. Поэтому движение жидкости в следе существенно завихрено. Дело в том, что источником завихренности при обтекании твердого тела вязкой жидкостью является именно его поверхность ). Это легко понять, вспомнив, что в картине потенциального обтекания, отвечаюи ей иде- [c.101]

Но мы видели вьипе, что такое уравнение приводит к экспо-пенцнальному затуханию описываемой им величины. Мы можем, следовательно, утверждать, что завихренность затухает по направлению в глубь жидкости. Другими словами, вызываемое колебаниями тела движение жидкости является вихревым в некотором слое вокруг тела, а на больших расстояниях быстро переходит в потенциальное движение. Глубина проникновения вихревого движения [c.124]

Турбулент[1ое движение является, вообще говоря, вихревым. Однако распределение завихренности вдоль объема жидкости обнаруживает при турбулентном движении (при очень больших R) существенные особенности. Именно, при стационарном турбулентном обтекании тел весь объем жидкости можно обычно разделить на две области, отграниченные одна от другой. В одной из них движение является вихревым, а в другой завихренность отсутствует, и движение потенцнально. Завихренность оказывается, таким образом, распределенной не по всему объему жидкости, а лишь по его части (вообще говоря, тоже бесконечной). [c.207]

Что касается распределения температуры в основном объеме жидкости, то легко видеть, что при обтекании нагретого тела (при больших R) нагревание жидкости будет происходить практически только в области следа, между тем как вне следа температура жидкости не изменится. Действительно, при очень больших R процессы теплопроводности в основном потоке не играют практически никакой роли. Поэтому температура изменится только в тех местах пространства, в которые попадает при своем движении нагретая в пограничном слое жидкость. Но мы знаем (см. 35), что из пограничного слоя линии тока выходят в область основного потока только за линией отрыва, где они попадают в область турбулентного следа. Из области же следа линии тока в окружающее пространство уже не выходят. Таким образом, текущая мимо поверхности нагретого тела в пограничном слое жидкость попадает целиком в область следа, в котором и остается. Мы видим, что тепло оказывается распреде-лсгг[1ым в тех же областях, в которых имеется отличная от нуля завихренность. [c.296]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...