Осесимметричное течение в трубке

Осесимметричное течение в трубке круглого диска 174 [c.616]

В цилиндрическую камеру диаметром D и высотой 1 тангенциально вводился поток воды или воздуха, который далее, как в центробежной форсунке, выходил по трубке диаметром d и длиной i в ту же среду, т. е. вода в воду, воздух в воздух. Для наблюдения через два инжектора (верхний и нижний) вводилась краска. Наблюдение велось при ступенчатом увеличении скорости. При Re < 300 поток занимал все поперечное сечение трубки диаметром d на всей ее длине L. При увеличении скорости на выходе из трубки появлялась застойная зона, схема которой показана в [12] (рис. 5.2). Застойная зона обтекалась потоком как некое осесимметричное тело. При дальнейшем увеличении скорости застойная зона продвигалась против направления потока, образуя за собой след до тех пор, пока не достигала торцевой стенки цилиндрической камеры. В следе формировалось обратное течение, из которого жидкость поступала в прямой кольцевого сечения поток и снова уносилась из трубки свистка. Взаимодействие между обратным приосевым течением и прямым кольцевым, различные стадии которого показаны на рис. 5.3 [12], приводило к вибрации потока и свисту, что и представляло собой рабочий процесс вихревого свистка. С нашей точки зрения, экспериментальные результаты, полученные в [12], свидетельствуют о том, что в вихревом свистке при автомодельном режиме течения должна была образоваться свободная поверхность, если бы при подаче тангенциально в свисток воды выброс потока происходил бы не в воду, а в воздух. При этом свисток стал бы центробежной форсункой и наблюдавшаяся осцилляция прекратилась бы. Об этом, в частности, свидетельствует явление, замеченное автором [12], состоявшее в том, что при вводе через торец трубки цилиндра определенного диаметра, по нашему мнению, близкого к диаметру возможной свободной поверхности, динамические явления, т. е. вибрации и свист, прекращались. Эксперимент [12] свидетельствует, таким образом, о том, что для получения кольцевого течения необходимо обеспечить беспрепятственное развитие свободной поверхности. [c.88]

Обнаруженное влияние поля температуры теплоносителя, сформированного неравномерным полем тепловыделения по радиусу пучка витых труб, на поле скорости потока необходимо учитывать при разработке модели течения и ее математическом описании и при нестационарном протекании процессов тепломассопереноса. Необходимость использования уравнения движения в виде (1.8) может быть обоснована также при исследовании процесса выравнивания неравномерности поля скорости, сформированной входным патрубком при адиабатическом течении воздуха. Эксперименты проводились на моделях теплообменного аппарата с 127 витыми трубами овального профиля с относительным шагом S/ d = 16 и числом Fr , = 470 на экспериментальной установке, описанной в [39]. Вход потока в пучок бьш осесимметричным. Неравномерность поля скорости формировалась системой входных решеток, уровень турбулентности за которыми составлял 6%. Скорость потока измерялась в выходных сечениях пучков различной длины трубкой полного напора, малочувствительной к углу скоса потока до 20° [39]. Длина пучков соответствовала расстояниям от входа lid, 18,7d, 90,5d. При этом входные условия сохранялись неизменными, число Re s 10 и = 305 К. Среднеквадратичная погрешность определения скорости составляла 3%. [c.107]

Рис. 5.1. Схемы самовозбуждения струйных течений а - истечение струи из ресивера, б - натекание плоской струи на клин или осесимметричной струи на соосную трубку, в - взаимодействие струи (слоя смешения) с полостью, г - втекание струи в трубу, д - натекание струи на экран, е - "свистящее "сопло, ж - натекание струи на экран, з -натекание струи на шайбу с отверстием, м - струя в аэродинамической трубе с открытой рабочей частью

Некоторые характеристики осесимметричной ламинарной струи, вытекающей из длинной трубки. При истечении ламинарной струи из трубки круглого сечения на некотором расстоянии от среза трубки течение в струе становится автомодельным, т. е. таким же, как и при наличии струи-источника, вытекающей из полюса О (рис. 43). Поскольку в турбулентных усилителях используются сильные ламинарные струи, то распределение продольных скоростей в области автомодельного течения может быть выражено формулой (107). [c.116]

Приведем уравнения двумерного стационарного течения к естественной системе координат, в которой в качестве координатных линий принимаются линии тока и нормали к ним. В этих переменных функция тока ф получает естественное истолкование (1ф представляет собой расход массы газа через прямоугольное поперечное сечение трубки тока, имеющей единичную ширину (единица длины в плоском случае и один радиан в осесимметричном) и ограниченной линиями ф и ф 6ф. [c.125]

Рассмотрим квазистационарное течение несжимаемой жидкости с постоянной вязкостью л, в зазоре, окружающем поверхность цилиндрического жесткого катетера радиусом / и длиной о, когда на катетер надета упругая трубка длины L о (фиг. 4). Трубка, свободная от нагрузок, имеет внутренний радиус р, < / , т.е. надевается с некоторым натягом (состояние А на фиг. 4). Свойства трубки и действующее на нее внешнее давление неизменны по длине. Ось катетера совместим с осью координат х. В катетере есть система отверстий, расположенных по периметру некоторого поперечного сечения, отстоящего от левого конца на расстояние /о и принимаемого за х = 0. Жидкость нагнетается через полость катетера, сквозь отверстия поступает в образующийся зазор и по нему вытекает наружу в полости с давлениями р , соответственно слева и справа (состояние В на фиг. 4). Зазор шириной / - / между катетером и трубкой определяется трансмуральным давлением р - р , которое, в свою очередь, зависит от нагнетаемого расхода 2 и положения отверстий катетера относительно концов трубки. Здесь / >/ - внутренний радиус трубки во время прокачивания жидкости. Ради простоты отверстия в катетере считаются равномерно распределенными по периметру и заменяются линейным источником (радиальная скорость описывается 6-функцией). Это дает возможность рассматривать далее осесимметричную задачу. Кроме того, для упрощения длина трубки вначале считается неизменной и равной Взаимное расположение отверстий и упругой трубки задается расстоя- [c.97]

Составленная ЭВМ-программа позволила получить интересные результаты, характеризующие влияние изменяющегося во временн осесимметричного температурного поля (изменение температуры по радиусу было принято линейным) на изгиб трубки под действием постоянного изгибающего момента М, Расчет выполнен для трубки, внутренний и наружный диаметры которой составляют 27 и 28 мм. В первой половине цикла (в течение 600 с) температура на внутренней и наружной поверхностях трубы согласно условию возрастала с постоянной скоростью от 480 °С до конечного значения = 530 °С и Ть max. которое варьировали. Во второй части цикла (600 с) температура уменьшалась до исходного значения 480 °С. Материал трубы — сталь 12Х18Н9, число подэлементов структурной модели было принято равным двум (линейное упрочнение). Время цикла 1200 с было разбито на 400 равных шагов, при этом расчет одного цикла (ЕС 1033) занимал 2,5 мин. [c.245]

Для проведения испытаний на кавитационное разрушение по расширенной программе в Мичиганском университете была разработана установка, рабочая часть которой представляла собой осесимметричную трубку Вентури. В отличие от других подобных исследований помимо воды использовалась ртуть. Рабочая часть представляла собой по существу обычную трубку Вентури с цилиндрическим пережатием и диффузором с углом раскрытия 6°. Схема установки и форма испытывавшихся образцов показаны на фиг. 9.20. Два или три образца в виде заостренных тонких пластин вставлялись в стенку диффузора на некотором расстоянии вниз по течению от пережатия параллельно оси с равным шагом по окружности. При таком расположении испытываемые образцы оказывались в области кавитации, возбуждаемой пережатием, однако могла иметь значение и местная кавитация, возбуждаемая самим образцом. Конструкция установки [26] и полученные на ней результаты [25, 27, 72, 73] рассматривались в гл. 8. [c.470]

Таким образом, можно сказать, что при Ке > Ке, существуют такие стационарные осесимметричные возмущения, обеспечивающие необходимую интенсивность мультиполей с комплексно-сопряженными показателями степени, при которых течение теряет устойчивость. Такие возмущения, как это следует из условия невязкой неустойчивости, могут быть совсем не малыми. Заметим, что члены, порождающие неустойчивость, отвечают граничным условиям на внешней поверхности. Поэтому устойчивость также может теряться на внешней границе течения, что согласуется с экспериментальными результатами работы [195]. В работе [250] опытным путем обнаружено, что критическое число Рейнольдса для осесимметричной затопленной струи составляет 5,2—5,9, что несколько превышает значение Ее == 3,5. Следует отметить, что возмущения, вносимые в поток, в этой работе носили кратковременный характер и не исчерпывали, таким образом, весь класс возможных возмущений. Экспериментальное значение числа Рейнольдса, при котором наблюдается неустойчивость, соответствует области, в которой комплексно-сопряженными оказываются две-три пары собственных значений (см. рис. 112), т. е. в условиях, когда интенсивности отдельных мультиполей могут быть значительно ниже. В работе [231] нарушение стационарности и осесим-метричпости течения ламинарной затопленной струи впервые наблюдалось при Ке = 3,7—4,1 (в нашей работе принято определение числа Рейнольдса, соответствующее Ке = uoao v, где йо — радиус трубки, Мо — скорость жидкости в трубке, из которой бьет струя), что хорошо согласуется с результатами, полученными выше. Заметим, что рассчитанное ранее обычными методами теории гидродинамической устойчивости критическое значение числа Рейнольдса ( 15) [196, 211] значительно превышает его экснериментальное значение. [c.302]

Формулы (4) дают в явном виде выражения для параметров слабо закрученного течения в осесимметричном канале. Полагая в последней из формул (4) ш = 1, найдем выражение для плогцади сечения трубки тока (далее будем считать 5"о = 0) [c.38]

To, что на достаточно большом расстоянии от отверстия трубки зависимость этих характеристик от xjD практически перестает сказываться, означает, что при достаточно большом xjD мы мо-жем положить xlD = oo в формуле (6.114) (т. е. является следствием предположения о том, что правые части в формуле (6.114) стремятся к пределу при x/D- oo), Однако тогда естественно считать, что начальные условия Uo и D при столь большом xjD будут сказываться лишь через значение начального импульса струи, определяюш,его медленно изменяюш.иеся с ростом X интегральные характеристики течения в сечении х = onst (типа скорости i/max = i/(л ) На оси струи и полуширины струи L = L x)y равной тому значению г, при котором м(г, О, л ) =0,5i/max( )) весь же статистический режим течения в окрестности плоскости л = onst будет как-то приспосабливаться к значениям масштабов и и L. Отсюда вытекает, что при больших значениях x/D струю уже можно считать осесимметричной (так как зависимость от ф может определяться лишь формой выходного отверстия), и формулы (6.114) здесь будут представлены в виде [c.308]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...