Срыв вихрей

Задачи взаимодействия стержней с внешним или внутренним потоком воздуха или жидкости, как правило, неконсервативные, поэтому возможны неустойчивые режимы колебаний, которые надо определить и по возможности от них отстроиться. На рис. В. 16 показана конструкция (мачта), которая обтекается потоком воздуха. При определенных скоростях потока появляются (из-за срыва потока) вихри Кармана, которые создают возмущающие периодические силы, перпендикулярные направлению потока. При возникновении колебаний стержня частота срывов вихрей синхронизируется с частотой (например, первой частотой) колебаний конструкции, что может привести к недопустимо большим амплитудам. Аналогичные задачи возникают при расчете стержней, показанных на рис. В.17, В.18. На рис. В.17 показана за- [c.8]

На рис. 8.4,а приведен качественный график изменения частоты срыва вихрей для подвижного стержня [16] из графика следует, что при определенных скоростях потока (числах Не) наступает синхронизация частоты срыва вихрей с собственной частотой колебаний 8.4 [c.241]

Установить скорость потока Оо,- (рис. 8.4,а), соответствующую началу синхронизации частоты срыва вихрей с собственной частотой колебаний стержня, можно из условия [c.241]

Этот слой жидкости называется ламинарным подслоем . Толщина его очень мала и измеряется долями миллиметра. Остальная же часть потока занимается так называемым турбулентным ядром . Однако в процессе последних исследований было установлено, что между ламинарным подслоем и турбулентным ядром существует еще переходный слой со смещанным режимом движения (временами ламинарным, временами турбулентным с хорошо замечаемыми срывами вихрей). [c.143]

При равномерно-зернистой шероховатости (рис. 4.20, а) с увеличением скорости движения жидкости коэффициент гидравлического трения начинает возрастать (по сравнению с кривой для гладких труб) за счет увеличения площади поверхности трения (по сравнению с площадью поверхности гладкой трубы). Затем, по достижении определенных чисел Не, одновременно на всех выступах шероховатости (по всей поверхности) появляются срывы вихрей, в результате чего Я быстро увеличивается. [c.175]

Наличие гидродинамического следа за вращающимися лопастями вызывает периодический срыв вихрей с входных кромок лопастей направляющего аппарата, что создает импульс давления. В связи с этим необходимо уменьшать градиент давления в следе, [c.165]

Столь резкое возрастание амплитуд пульсаций при переходе через состояние насыщения объясняется, по-видимому, параметрическим резонансом. Резонанс обусловлен кратностью (или совпадением) частот пульсаций независимых газодинамических процессов образования и срыва вихрей, сопровождающегося системой волн сжатия и разрежения (рис. 3.11, в) и конденсационной турбулентностью (флуктуационный процесс). Существенное влияние формы кромки на интенсивность резонанса объясняется, по-видимому, поведением точек отрыва на скругленной кромке точки [c.87]

Одним из методов изучения турбулентных потоков жидкости в элементах турбомашин является изучение одномерного спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости. Однако полученный экспериментально спектр [1] не дает полной и обобщенной информации о его характеристиках. Кроме того, из-за наличия периодических срывов вихрей с ограждающих поток стенок происходит наложение низкочастотных колебаний на показания измерительных приборов во всех полосах частотного фильтра, что придает случайный характер измеренным интенсивностям турбулентных пульсаций. Таким образом, возникает необходимость в статистическом сглаживании показаний приборов и в расчете обобщающих параметров, характеризующих спектр. В статье дается метод расчета одномерного спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости в элементах турбомашин преобразованием переменных и статистического сглаживания спектра по характерным диапазонам [2]. [c.88]

Обычный производственный или бытовой шум возникает как следствие вибрации какой-либо поверхности. Чем больше поверхность и больше размах ее колебаний, тем сильнее излучаемый шум. Исключение из этого правила составляют аэродинамические шумы, например, воздушных струй, природа которых обусловлена срывами вихрей, и шумы, причиной появления которых является электричество (шум трансформатора). [c.232]

Вынужденные колебания могут вызваться и пульсациями потока, возникающими в результате срыва вихрей при обтекании элементов конструкции проточной части. В возбуждении вынужденных колебаний компрессорных рабочих колес важное место занимает вращающийся срыв потока на рабочих лопатках, Он возникает в виде одной или нескольких вращающихся относительно рабочего колеса срывных зон. Образование вращающегося срыва не связано с колебательными свойствами собственно рабочего колеса, а обусловлено режимом обтекания его. В газотурбинных двигателях пульсацию потока способна также генерировать неустойчивость работы камеры сгорания и т. д. [c.138]

Особый интерес представляет тот случай, когда пропускная способность регулирующего органа, периодически изменяясь, может вызвать в трубопроводе установившиеся колебания напора и скорости. Реальные причины такого процесса могут лежать, например, в плохом обтекании регулирующего органа, что вызывает периодический срыв вихрей и создает пульсацию потока, или в неблагоприятных условиях отвода воды от всасывающей трубы турбины (малое сечение, крутой поворот или резкий подъем дна отводящего канала, наличие с одной стороны после всасывающей трубы близко расположенной стенки и т. п.). Так как для явлений гидравлического удара характерным промежутком времени является продолжительность одной фазы то рассмотрим сначала тот случай, когда период изменения т равен где т—целое число. [c.58]

При использовании таких, а также перечисленных ниже глушителей на потоках жидкостей следует иметь в виду, что каждое из местных сопротивлений одновременно является местом возникновения срыва вихрей, а значит, является источником вихревого шума. [c.369]

Необходимо отметить, что данные различных исследователей по определению частоты срыва вихрей при обтекании пластин существенно различаются. Это объясняется влиянием формы обтекаемых тел, режимных параметров и различной точностью методов измерения. Тем не менее для многих практических расчетов необходимые параметры могут быть приняты следующими число Струхаля Sh 0,20-b<3,25 скорость вихрей w 0,85m)oo ширина вихревой дорожки Ь 0,31 (в начальный момент скорость вихрей v будет существенно меньше, может быть принята равной 0,3i oo). [c.40]

Вблизи обтекаемого тела поля скоростей и давлений могут быть сильно неоднородны, а течение неустановившимся из-за срыва вихрей. На некотором удалении от тела течение становится более однородным, поле давлений выравнивается раньше, чем поле скоростей, а в потоке наблюдаются только мелкомасштабные турбулентные пульсации. [c.189]

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке равен 1.4. Частота аэродинамических сил, связанна со срывом вихрей при поперечном обтекании пролета потоком со скоростью Va, находится по такой зависимости [c.550]

Частота гидродинамических сил, связанная со срывом вихрей при поперечном обтекании подводного перехода потоком со скоростью V, находится по зависимости (4.7.80). [c.555]

С ростом числа Рейнольдса частота срыва вихрей возрастает до тех пор, пока при Re=10 не достигается St = 0,2I. Результаты изме- [c.404]

Тело, обтекаемое потоком жидкости, порождает след, который сохраняется на больших расстояниях вниз по течению (рис. 16-l,ej. Если число Рейнольдса достаточно велико, то след становится зоной свободной турбулентности. Такое состояние течения имеет место при числах Рейнольдса, лежаш их за интервалом, в котором наблюдается режим периодического срыва вихрей (гл. 15). В следе за цилиндром подобие профилей скорости достигается лишь на расстоянии вниз по потоку в 100 или более диаметров. Это — весьма большая величина по сравнению с гораздо меньшими расстояниями (от 5 до 8 диаметров), которые требуются для достижения аналогичной зоны в случаях плоской и круглой турбулентных струй. [c.442]

Частота срыва вихрей 404 Число Вебе.ра 166, 169 [c.480]

Способ введения характеристик динамического срыва в расчеты аэродинамических нагрузок лопасти несущего винта описан в работах [J.26, J.28]. В основу положены экспериментальные данные работы [Н.26] по максимальным переходным нагрузкам. Принято, что сходящие с передней кромки при динамическом срыве вихри быстро вызывают увеличение подъемной силы и момента до максимальных значений, после чего происходит быстрое падение этих значений до стационарных. Поэтому при вхождении в срыв происходит импульсное нарастание подъемной силы и момента на пикирование, что вызывает движение лопасти и характерные для срыва изменения нагрузок. Величины коэффициентов подъемной силы и момента при динамическом срыве в зависимости от скорости изменения угла атаки описываются соотношениями [c.812]

Скорость потока определяет характер механизма гидроэрозии и интенсивность процесса разрушения металла при кавитации. Известно, что поток жидкости при встрече с препятствием образует вихревые движения. При высоких скоростях потока происходит срыв вихрей с интенсивным образованием кавитационных полостей. Частота срывов вихрей возрастает с увеличением скорости потока. Возникающие в вихревом потоке разрывы способствуют образованию отдельных микрообъемов жидкости, которые в определенный момент приобретают большую кинетическую энергию, а энергия расходуется при движении и ударе на разрушение микрообъемов металла. При высоких скоростях потока возможны и другие явления, вызывающие разрушение металла в микрообъемах. В некоторых работах [32, 58 ] указана вероятность возникновения в потоке высокочастотных импульсов отрыва жидкости, которые могут вызвать разрушение металла на отдельных микроучастках поверхности. Вопросы, связанные с влиянием скорости потока на механизм гидроэрозии металла, мало исследованы, и пока нет возможности предложить утвердительные практические рекомендации. [c.55]

Технические трубопроводы характеризуются значительным разбросом величины выступов шероховатости относительно их среднего значения (рис. XII.6, б). Поэтому срывы вихрей, образующиеся вначале на самых больших выступах, с ростом числа Re возникают га остальных элементах, в результате чего кривые X=/(Re) плавно отходят от прямой гладкого трения. По данным М. Д. Миллионщикова, шероховатость в опытах Никурадзе характеризовалась дисперсией (среднеквадратичным отклонением от среднего значения) а (0,23—0,3) кя, тогда как для техгическил трубопроводов она достигает 1,5 кэ. С уменьшением дисперсии откл знение от линии гладких труб становится более резким. [c.173]

Следует еще раз вернуться к роли режимного параметра га, определяющего перепад давлений на клапане. С увеличеним га амплитуда пульсаций снижается, а частота меняете слабо. Эта тенденция обнаружена в экспериментах при любой начальной влажности, а также на перегретом и сухом насыщенном паре. Следовательно, с увеличением перепада давлений на клапане процессы возникновения, развития и срыва вихрей в отрывных зонах интенсифицируются, что объясняется увеличением градиентности течения на предотрывных участках чаши и диффузора, а также заметным смещением линий отрыва и интенсификацией процессов переноса массы и импульса в этих областях. [c.250]

Нестационарные течения среды вызывают генерацию звука. Периодич. срыв вихрей за плохо обтекаемым телом порождает вихревой звук. При натекании струи на препятствие может возникнуть т.н. клиновый тон, это явление используется в газоструйных излучателях. Интенсивный звук генерируется высокоскоростными турбулентными течениями. Наир., интенсивность авука, порождаемого реактивной струёй стартовой ступени ракеты, достигает 150 дБ на расстоянии 100 м. Прикладные проблемы А. д. с., связанные с аэродинамич. генерацией звука в высокоскоростных потоках, составляют предмет аэроакустики. [c.42]

Поток жидкости, проходящий через местное сопротивление, претерпевает или изменение скорости, или изменение направления движения, сопровождающиеся закручиванием потока, срывом вихрей и прочими явлениями, что и определяет в основном величину местных сопротивлений, значение которых может доетигать значительной величины. Так, например, потери напора в арматуре и изгибах трубопроводов могут в несколько раз превышать потери напора по длине прямого трубопровода. Изгиб на 90° с внутренним радиусом, равным диаметру трубы, оказывает сопротивление, примерно равное сопротивлению прямой трубы длиной в 40 диаметров. [c.69]

При положении державок зонда под углом к направлению течения обнаруживается влияние градиента скорости, что связано со срывом вихрей с державок. В [35] установлено, что правильные показания дает зонд с державками, расположенными вдоль потока. Однако при измерениях в непосредственной близости от стенки часто пользуются зондами с наклонными державками. Результаты специальных измерений показали, что угол наклона державок не влияет на измерения скорости в области >>+>15 при использованиитарировочных зависимостей, полученных в однородных потоках при том же положении зонда, при меньших значениях измерения должны проводиться при угле наклона до 5°, когда возмущения от державок не попадают на нить термоанемометра. [c.385]

Для плохообтекаемых тел и сопряжений с острыми кромками при определенных режимах обтекания происходит срыв потока и образование вихрей, обусловливающие аэро- и гидроуп-рутую неустойчивость. Такие явления динамической неустойчивости, как флаттер, резонансное возбуждение колебаний при периодическом срыве вихрей, галопирование, наблюдаются для определенных диапазонов чисел Рейнольдса К =Чи/ / и Струхаля 8Ь=со//С7, ще I - характерный размер тела V - кинематическая вязкость ш - частота колебаний. Многие процессы, обусловливающие процесс обтекания, являются родственными и поэтому. строго не разграничены. [c.521]

BnxipH за цилиндром теперь уже не расположены стабильно, а образуются и отрываются поочередно то с одной, то с другой стороны. Это явление известно как вихревая дорожка Кармана [Л. 7] и характеризуется периодичностью образования вихрей. Карман теоретически показал, что картина расположения вихрей стабильна, если отношение поперечного расстояния между ни.ми А к продольному расстоянию I (рис. 15-7) составляет h/l=0,28. Измерения подтверждают это соотношение в ближней зоне следа, а иа больших расстояниях поперечный размер h имеет тенденцию возрастать. Особый нтерес представляют измерения частоты срыва вихрей, которая может быть выражена в виде безразмерного пара- [c.403]

Поверхность металла всегда шероховата, поэтому каждый отдельный бугорок поверхности испытывает многочисленные силовые воздействия от ударов частиц абразива, от гидродинамических сил сопротивления (особенно срыва вихрей), от схлопы- [c.506]

Для элементов конструкций круговой цилиндрической формы, расположенных на большой высоте, необходимо производить поверочный расчет на резонанс (в поперечном к ветру направлении), когда периоды срыва вихрей ветра равны периоду собственных колебаний конструкции, при критической скорости ветра Уир = 5djx, где d — диаметр элемента конструкции (м), для конструкций с малой коничностью (с уклоном не более 0,01) — диаметр его сечения на уровне 2/3 высоты т период собственных колебаний при условии < у р < 25 м/с [0.60, 30,31, 35, 46, 48, 49], где q выбирается из табл. 1.2.12. При проверке на резонанс амплитуда интенсивности аэродинамической силы Р (z) (Н/м) на уровне г при колебаниях элементов металлической конструкции круговой цилиндрической формы Р z) = = Р (г) [0.60 ], где Ро — амплитуда интенсивности на уровне свободного конца балки консольного типа или в середине пролета однопролетной шарнирно опертой балки, Ро —v ipd/6,4 а (г) — относительная ордината прогибов для первой формы собственных колебаний для двухопорной балки, шарнирно опертой по концам, а (г) = sin лг//. [c.58]

Мы знаем теперь, что эоловы тона появляются вследствие срыва вихрей с обтекаемого цилиндра, и поэтому этот звук, порождаемый чисто аэродинамическими причинами, называют вихревым звуком. Расчет интенсивности вихревого звука был впервые проведен из соображений размерности Блохинцевым [13], считавшим на основании экспериментов Юдина [14], что излучение имеет дипольный характер. Экспериментами было установлено, что периодические силы между средой (потоком) и телом, вызываю- [c.430]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...