Турбулентная струя нагретая

От неподвижного горячего тела поднимается вверх турбулентная (число Рэлея велико) струя нагретого газа. Определить закон изменения скорости и температуры струи с высотой (Я. Б. Зельдович, 1937). [c.310]

Рис. 11.3. Распределение температуры в нескольких сечениях двумерной турбулентной струи, в которую помещена нагретая проволочка (по Хинце и Ван дер

Краткое содержание. Ранее был получен ряд точных решений уравнений движения аксиально-симметричного потока вязкой жидкости, компоненты скоростей которого обратно пропорциональны расстоянию от начала координат. Показано, что этой особенностью обладают струи, максимальная скорость которых располагается по конусной поверхности. Изучен поток в таких радиальных струях. Точные решения для ламинарного потока сравниваются с приближенными решениями, полученными на основании теории пограничного слоя. Получено распределение температур для нагретой радиальной струи Показано также, что некоторые особенности турбулентных радиальных струй должны быть подобны таковым для ламинарных радиальных струй. [c.49]

Идея метода состоит в том, что инертный газ с примесью конденсирующегося пара металла или воды вытекает со сверхзвуковой скоростью через сопло из нагретой камеры в узкую область холодного потока инертного газа. После турбулентного охлаждения струи она выпускается через второе сопло в зону конденсации, из которой выводится уже в виде молекулярного пучка через отверстие сепаратора в вакуум. Быстрое охлаждение производит столь большое пересыщение, что димеры, первоначально присутствующие в струе, выходящей из нагретой камеры, становятся зародышами конденсации. [c.15]

Расчетные значения Т е, вычисленные по уравнению (22), составляют 266—286 К, что хорошо согласуется с экспериментальными данными [141]. Благодаря высокой степени турбулентности газа в поперечном сечении струи происходит выравнивание температуры с передачей теплоты от более нагретых поверхностных слоев к менее нагретому ядру струи. По мере продвижения струи в глубь разреза происходит дальнейшее повышение ее температуры АТ вследствие передачи ей теплоты от расплава с температурой Гре = 1873 К на поверхности реза. Температура на выходе струи нз нижней части реза составляет 300—420 К. [c.28]

Таким образом, при обтекании нагретыми газами пластинки или течении газов по каналам (соплам) имеет место образование как обычного пограничного слоя (называемого еще динамическим), так и температурного. В газовых потоках значения толщины обоих слоев имеют один порядок, в противоположность потокам жидкостей, где температурный пограничный слой тоньше динамического. Из этого может быть сделан вывод, что эрозионное разрушение металла струей газов обязано своим происхождением как более тонкому динамическому пограничному слою (особенно, если он турбулентный), так и более толстому температурному пограничному слою. [c.168]

От нагретой проволоки, расположенной горизонтально, поднимается плоская конвективная струя в турбулентном режиме. Показать, что скорость турбулентного восходящего потока ие зависит от высоты г, отсчитанной от проволоки, а температура струи V, отсчитанная от температуры окружающего воздуха, убывает как 2 . [c.170]

Упомянем еще одн)/ разновидность свободной турбулентности— вертикальные турбулентные струи термического происхождения, возникающие благодаря действию архимедовых сил над нагретыми телами. Предположения об автомодельности таких струй впервые были рассмотрены Зельдовичем (1937). Если, как [c.313]

Соображения, примененные при рассмотрении движения жидких частиц в турбулентных струях, приложимы также к двумерным (плоским) и трехмерным конвективным струям над нагретыми телами и, кроме того, к зоне турбулентного перемешивания двух плоскопараллельных течений различной скорости Ui и i/2. Как показано в п. 6.8, турбулентное движение в конвективных струях и в зоне перемешивания автомодельно при достаточно большом х (где ось Ох считается вертикальной в конвективных струях и параллельной скорости течений в зоне перемешивания). При этом линейный масштаб L = L(x ) во всех случаях пропорционален Х у а масштаб скорости U в двумерной конвективной струе над нагретым цилиндром и в зоне перемешивания оказывается одним и тем же во всех сечениях j i = onst, в то время как в трехмерной конвективной струе i/(xi) Отсюда вытекает, что [c.503]

Аналогичные соображения подобия еще раньше были использованы Я. Б. Зельдовичем (1937) для вывода автомодельных законов, описывающих вертикальные конвективные турбулентные струи над нагретым точечным или цилиндрическим телом. В отличие от обычных (не конвективных) струй, для которых основным определяющим параметром является поток количества движения, для конвективных струй определяющими параметрами будут поток тепла Q и параметр плавучести g , где g — ускорение силы тяжести, а р — коэффициент теплового расширения жидкости (в случае идеального газа равный ИТ , где средняя температура). Например, для конвективной струи над точечным источником тепла [c.472]

Если бы турбулентные числа Прандтля и Шмидта (49) были равны единице, т. е. Вг = Ёд — Вт, то профили СКОрО-стей, избыточных температур и концейтраций в турбулентных струях и следах оказались подобными между собой. Опыты подтверждают наличие подобия профилей избыточных температур и концентраций, но отчетливо показывают отсутствие подобия между профилями скоростей и избыточных температур, а следовательно, и концентраций. Приводим для примера заимствованный из неоднократно уже цитированной монографии Г. Н. Абрамовича график (рис. 241) результатов опытов автора монографии и В. Я. Бородачева на плоской нагретой и содержащей примесь углекислого газа затопленной воздущной струе. Кривые скорости (щтриховая) и избыточной температуры (штрих-пунктирная) приведены без указания [c.718]

Соображения, примененные при рассмотрении движения жидких частиц в турбулентных струях, приложимы и к двумерным (плоским) и трехмерным конвективным струям над нагретыми телами, а также к зоне турбулентного перемешивания двух плоскопараллельных потоков различной скорости и , и /а. Как мы знаем из п. 5.9, турбулентное движение и в кЬнвектив-ных струях, и в зоне перемешивания автомодельно при доста- [c.483]

Однако в пучках витых труб эта связь практически не реализуется [39] Это можно объяснить как влиянием конечности размеров источника и неравномерности поля скорости в ядре потока, так и загромождением исследуемого потока витыми трубами. Это приводит к тому, что нагретые частицы вблизи устья струи успевают пройти большое число не коррелированных между собой различных путей от источника до рассматриваемой точки, хотя распределения пульсационных скоростей при числах Ее > Ю" в ядре потока и приближаются к нормальному закону распределения. При числах Ее < Ю наблюдается отклонение пульсаций скорости от закона Гаусса в пучке витых труб, что свидетельствует об анизотропности турбулентности в таких пучках в этом диапазоне чисел Ее. Поэтому в закрученном пучке витых труб метод диффузии тепла от источника использовался только для определения коэффициента а. его применение оправдьшалось совпадением экспериментальных распределений температур с гауссовским распределением, хотя основные допущения теории Тэйлора в данном случае не выполняются строго. В экспериментах источник диффузии имел радиус, примерно в три раза превышающий радиус витой трубы. В этом случае свойства потока индикаторного газа (нагретого воздуха) и основного потока одинаковы, Это позволяет получить достаточно надежные опытные данные по коэффициенту В то же время если в работе [39] для прямого пучка витых труб, где радиус источника, бьш равен радиусу витой трубы, удалось оценить значение интенсивности турбулентности по уравнению (2.9), то в данном случае это исключается из-за больших размеров источника. Для увеличения точности определения коэффициента опыты по перемешиванию теплоносителя в закрученном пучке проводились при неподвижном источнике диффузии, а для определения полей температуры на различном расстояниии от него в витых трубах были установлены термопары. При этом измерялась температура стенок труб (т.е. температура твердой фазы в терминах гомогенизированной модели течения). Эта методика измерений могла приводить к погрешностям в определении коэффициента ) г, поскольку распределения температур в ядре потока теплоносителя и стенки труб различны, а следователь-различны и среднестатистические квадраты перемещений, а также и причем это различие, видимо, носит систематический характер. Подход к учету поправки в определяемый коэффициент Df при измерении температуры стенки изложен в разд. 4.2. [c.55]

Степень турбулентности е набегающего потока определялась двумя способами по тепловой шкале шара-турбулиметра [Л. 7], связывающей суммарную теплоотдачу нагретого тела со степенью турбулентности и числом Рейнольдса, и методом измерения длины теплового следа, [Л. 8]. Суть последнего заключается в том, что протяженность L спут-ной струи за нагретой проволочкой зависит от степени турбулентности е набегающего потока и может быть измерена оптическим путем. [c.258]

Измерения распределения температуры в нагретой струе, осуществленные Корзином, и полученное выше теоретическое распределение ее приведены на рис. 139. Хотя форма теоретического температурного распределения почти правильна, очевидна ошибочность допущения, что перенос коэффициентов или длины пути перемешивания для тепла и количества движения одинаков. Распределение, полученное по теории Тэйлора, больше соответствует измерениям, но и здесь требуется поправочный коэффициент. Каким-то образом, еще не объясненным теориями турбулентности, тепло распространяется быстрее, чем количество движения или завихренность. Это расхождение не слишком неожиданно, так как и для турбулентных пограничных слоев потока отмечалось, что скалярные величины такие, как тепло или веще- [c.369]

Формулы (10.50) и (10.53) могут быть выведены из соображений размерности без использования гипотезы (10.40), если принять общую гипотезу подобия для лагранжевых характеристик, утверждающую, что физические параметры, от которых зависят эйлеровы статистические характеристики соответствующих турбулентных течений, полностью определяют и их лагранжевы характеристики (т. е. полностью задают весь турбулентный режим). В самом деле, согласно п. 6.8, для трехмерной струи динамического происхождения определяющими физическими параметрами являются плотность жидкости р и суммарный импульс вытекающей за единицу времени жидкости 2ярЛ4 для двумерной динамической струи — плотность р и импульс рМх, приходящийся на единицу времени и единицу длины сопла, из которого вытекает струя для зоны перемешивания плоскопараллельных течений — плотность р и скорость Уо= Кг— VI для трехмерной конвективной струи — р, р, поток тепла вдоль струи Q и параметр плавучести g/To, для двумерной конвективной струи — р, Ср, /7 о и поток тепла Ql, приходящийся на единицу длины нагретого цилиндра. Если, например. [c.504]

При течении жидкости или газа по трубе, которой можно уподобить пространство между двумя ребрами, картина потока зависит от вязкости протекающего вещества, размеров трубы и скорости потока. При небольших размерах, малых скоростях и высоких кинематических вязкостях наблюдается так называемый ламинарный поток, при котором отдельные струи потока протекают по каналу приблизительно параллельными путями. При больших размерах, значительных скоростях и меньших вязкостях имеем турбулентйое движение, при котором отдельные струи потока интенсивно перемещаются и в поперечном направлении. Уже при сопоставлении обоих типов движений видно, что теплопередача в пограничном слое от стенки к текущей среде осуществляется при турбулентном потоке легче, чем при ламинарном. Это объясняется тем, что при турбулентном потоке постоянно происходит перемешивание частиц в поперечном направлении, при котором нагретые частицы перемещаются от стенок к середине потока, в то время как при ламинарном потоке передача в направлении, перпендикулярном к потоку, осуществляется исключительно за счет теплопроводности. [c.527]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...