Вихри спиральные

Недостаток конструкции водяной поток по выходе из крыльчатки раздваивается, образуя на последних участках улитки два спиральных вихря, что связано с увеличением гидравлических потерь. [c.90]

Г, + 0,25А и Г-2+ 0,75А, у которых центры смещены вдоль вертикального радиуса на соответствующие расстояния (рис. 2.18) [116]. Оптимальное соотношение ширины Ь и высоты А прямоугольного канала в выходном сечении 6 А = 2 1. При этом входные кромки тщательно обрабатывают, обеспечивая плавный вход, а носик сопла закругляют с радиусом 0,1 мм. Предположение о том, что форма острой кромки должна сократить интенсивность возмущений на границе между втекающим потоком и остальной массой газа, находящейся в камере энергоразделения [40, 116), противоречит теоретическим взглядам самого автора сопла А.П. Меркулова и других приверженцев гипотезы взаимодействия вихрей. Ее вибрация может служить причиной возникновения начальной турбулентности, приводящей впоследствии к ее генерации во всем объеме камеры энергоразделения. На рис. 2.19 показаны сравнительные характеристики вихревых труб, использующих различные сопловые вводы. Нетрудно заметить, что прямоугольное спиральное сопло А.П. Меркулова дает заметный выигрыш при прочих равных условиях по сравнению с другими типами закручивающих устройств. [c.69]

Особого рода неустойчивости возникают при переходе закрученного течения в покоящуюся среду. Эксперименты на вихревых форсунках и горелках показали, что при выходе закрученного потока из горловины соответствующего вихревого устройства развиваются вторичные течения, происходит так называемый распад вихря. Считается [62, 237], что существуют 3 основных вида распада осесимметричный, спиральный и в виде двойной спирали. [c.145]

Как показано в [7], двойной спиральный вихрь представляет собой единственную форму соединения в одной точке двух линий тока с разными скоростями. Одна из них образует границу каверны, вторая соответствует границе следа за каверной. [c.58]

Для их определения составим два дополнительных условия. Первое из них определяется предположением о равенстве абсцисс верхнего и нижнего спиральных вихрей. С помощью (III. 1.26) МОЖНО получить условие [c.113]

В спиральных камерах безлопаточного НА происходит ускорение потока вследствие конфузорности проходного сечения канала. Существенный недостаток безлопаточного НА — трудность конструктивного исполнения элементов, позволяющих создать симметричное поле скоростей при входе в РК- Нарушение окружной симметрии является чаще всего следствием неточного изготовления обводов камер или патрубков. Характер пространственного течения рабочего тела в безлопаточном НА весьма сложный, имеют место перетечки газа вдоль обводов, вызванные неравномерностью структуры потока. Перетечки инициируют вихревое течение рабочего тела. Система вихрей, движущихся по спирали, приводит к значительным вторичным потерям, доля которых сравнима с профильными потерями [40]. Уменьшение интенсивности вихревого движения в канале безлопаточного НА достигается устройством продольного ребра на внешнем меридиональном обводе камер. [c.57]

Затем на поверхностях моделей I и II устанавливались проволочные кольца, которые вызывали местное возмущение потока, а их влияние на положение перехода наблюдалось посредством хорошо заметных тонких струек белых чернил, непрерывно вытекающих из отверстия, расположенного перед проволочным кольцом. Каждое проволочное кольцо располагалось в ламинарном потоке в плоскости, нормальной к оси модели. Изменения в потоке пограничного слоя перед и за проволокой с увеличением скорости регистрировались поведением тонких струек чернил. При данной скорости их поведение зависело от диаметра и положения проволоки. При малых скоростях струйка чернил плавно обтекает проволоку, не образуя кильватера. С увеличением скорости за проволокой образовывались локальные вихри. Вначале эти вихри были довольно устойчивыми, однако с увеличением скорости они приобретали спиральное движение по периферии проволоки и вливались непрерывно или прерывисто в пограничный слой в виде слабой вторичной тонкой полоски чернил. При более высоких скоростях вращательное движение пропадало, образовавшиеся ранее вихри вытягивались, а их концы переходили в вихревую дорожку. С приближением к зоне перехода на некотором расстоянии за проволокой струйки чернил приобретают незначительное колебание и временно отрываются от поверхности. В пре- [c.130]

Ближний след шарообразных и других трехмерных тел вращения характеризуется тем, что в нем образуется не пара, а один тороидальный вихрь, отрывающийся спиральными нитями. Длина этого вихря меньше, чем для цилиндра, а частота его отрыва вдвое больше. [c.472]

Рис. 4. Бифуркация рождения спиральной пары при слиянии пары вихрей [27]

Основы вихревой теории заложил Н. Е, Жуковский в 1912— 1929 гг. Он исследовал скорости, которые индуцирует система спиральных свободных вихрей, образующих след пропеллера, но для математического упрощения задачи использовал схему винта с бесконечным числом лопастей, т. е. схему активного диска. С помощью этой вихревой теории были воспроизведены результаты импульсной теории. В 1918 г. Жуковский предложил использовать в качестве характеристик профиля характеристики профиля в плоской решетке, а индуктивную скорость находить по вихревой теории. Тем самым, по существу, были установлены основы современной теории элемента лопасти, так как для вертолетных несущих винтов эффект решетки пренебрежимо мал. [c.84]

При постоянной вдоль лопасти циркуляции (соответствующей равномерной нагрузке) свободные вихри сходят в след только с корня и конца лопасти. Концевой свободный вихрь скручивается в спираль, так как скорость его элементов складывается из скорости вращения лопасти и осевой скорости потока через диск винта (рис. 2.12). На висении осевая скорость целиком обусловлена индукцией следа. Сбегающие с каждой лопасти концевые вихри образуют систему входящих одна в другую спиралей. Можно считать, что корневые вихри прямолинейны и располагаются вдоль оси винта (если пренебречь наличием неоперенной части). При положительной силе тяги несущего винта направления вращения в вихрях таковы, что корневой вихрь и осевые составляющие концевых спиральных вихрей индуцируют закрутку следа в направлении вращения винта, а трансверсальные составляющие концевых вихрей (вихревые кольца) индуцируют внутри следа осевую скорость, противоположную по направлению силе тяги. Таким образом, система вихрей следа вызывает скорости, которые определяются, как показано выше, условиями сохранения осевого количества движения и момента количества движения. [c.85]

Из теории профиля следует, что пелена поперечных вихрей является важным фактором при определении нестационарных нагрузок, связанных с колебательным движением лопасти. В отличие от рассмотренной плоской пелены вихревой след лопасти винта представляет собой идущую зй ней спиральную поверхность. Однако наиболее существенное влияние оказывает часть этой поверхности, расположенная вблизи задней кромки лопасти. Одним из возникающих в этой связи вопросов является следующий каким способом элемент вихревой поверхности, сошедший при повороте лопасти на угол 15—45°, следует учитывать в численных методах расчета индуктивных скоростей и нагрузок Для ответа на этот вопрос и рассматривалась в предыдущем разделе плоская вихревая пелена. [c.443]

Прямолинейный отрезок вихря является наиболее удобным элементом для построения системы вихрей несущего винта при расчетах неоднородного поля индуктивных скоростей. Ломаной ли- нией из таких элементов можно моделировать спиральные концевые вихревые жгуты. Отрезки прямолинейных вихрей позволяют также описывать продольную и поперечную завихренности, сходящие с внутренней части лопасти, причем для сглаживания особенностей поля скоростей целесообразно радиус ядра брать большим. [c.493]

В работе [S.45] модель спиральных вихрей, требующая численного интегрирования, заменена моделью пелены, состоящей из множества прямолинейных вихревых отрезков. Для такой модели удовлетворительные результаты получаются при длине вихревых отрезков, соответствующих изменению азимута на 30—40°, тогда как при численном интегрировании для получения достаточной точности необходимы весьма малые шаги. Таким образом удалось уменьшить требуемое время счета примерно в 6 раз. [c.666]

Фактор устойчивости также оказывает существенное влияние на формирование системы вихрей. Вихревая нить неустойчива при короткопериодических возмущениях, а спиральный вихрь подвержен и длиннопериодической неустойчивости, связанной с взаимодействием его последовательных витков. Обычно такая неустойчивость не играет особой роли при определении нагрузок, поскольку она заметно проявляется лишь на элементах вихря, достаточно удаленных от его ядра. Однако необходимо отдавать себе отчет в том, что представление о полностью детерминированной форме системы вихрей винта является идеализацией, ибо в действительности вследствие турбулентности и неустойчивости система вихрей заметно меняется с течением времени даже в условиях установившегося полета. [c.672]

Для плазменной резки использовались воздух и кислород, толщина раз резаемой стали 7 мм. Повышение расхода газа достигалось за счет увеличения давления. Увеличение скорости истечения газа при заданном расходе обеспечивалось за счет уменьшения канавок завихрителя газа при одновременном увеличении давления. Завихритель газа в плазмотроне использовался с шестью спирально расположенными каналами с правой нарезкой. Конструктивные размеры завихрителей, применявшихся при исследованиях, приведены в табл. 2.2. Завихрители № 1—№ 5 были рассчитаны для использования с диаметром канала сопла не более 3 мм (сечение 7,065 мм ) завихрители № 6—№ 9 были предназначены для сопла с диаметром канала не менее 3,5 мм (сечение 9,6 мм ). Общее сечение всех шести канавок завихрителя меньше сечения канала сопла. Такое условие обеспечивает хорошее завихрение газа, так как исключает подпор газа в полости сопла. Плазмотроны типа ПВР-402 имеют завихритель, общее сечение каналов которого больше, чем сечение канала сопла. Вследствие подпора газа, образующегося в полости сопла, происходит некоторое ослабление вихря. В связи с этим при резке стали таким плазмотроном вероятность образования грата на кромках возрастает. [c.57]

Спиральные вихри на вращающемся диске. [c.80]

При малых числах Рейнольдса спиральная структура вихря сохраняется довольно долго. При больших числах Рейнольдса, в результате неустойчивости, спиральная структура разрушается сразу и происходит турбулентное перемешивание слоев. В результате образуется вихревое ядро, распределение завихренности в котором [c.352]

В конце движения вихря чернильное кольцо распадается на 4—б отдельных сгустков, которые в свою очередь превращаются в вихри с маленькими спиральными кольцами внутри. В некоторых случаях эти вторичные кольца распадаются еще раз. [c.354]

Полученная картина называется спиральным вихрем (рис. 247). [c.343]

Таким образом, наложение постоянной скорости, например, на течение для сжимаемого вихря, рассмотренное в п. 13.80, приводит к спиральному течению около оси. Линии тока здесь представляют собой спирали на соосных цилиндрах. Любая пара этих линий тока может быть принята в качестве границ течения. Этот пример интересен в связи с течением газа в патрубке вентилятора. Такой же способ наложения постоянной скорости можно применить при рассмотрении скользящего или стреловидного сверхзвукового крыла или косого скачка уплотнения. [c.577]

При числах кавитации х =у- О длина разреза будет конечной (первая схема М. Тулина). В случае же замыкания каверны на параллельные стенки или окончания каверны двумя спиральными вихрями с противоположным направлением вращения (вторая схема М. Тулина) плоскость комплексного потенциала также имеет нолубесконечный разрез, однако берега разреза соответствуют не только границам каверны, но н твердым горизонтальным стенкам (рис. II.4, б и в). [c.61]

Рассмотрим тонкий кавитирующий профиль, совершающий вблизи свободной поверхности колебания малой амплитуды по закону /г х, t) в потоке жидкости, имеющем постоянную скорость Уоо. [69]. Предположим, что каверна замыкается далеко за телом, что соответствует малым числам кавитации и. Отрыв струй происходит в произвольных фиксированных точках нагнетающей и засасывающей сторон профиля. В качестве схемы замыкания каверны примем схему М. Тулина с двойными спиральными вихрями, уже рассмотренную в гл. И. [c.176]

Жесткое крепление лопастей на ступице и ободе в радиально-осевых турбинах приводит к тому, что гладкое обтекание в них возможно только на одном, так называемом расчетном режиме, обычно соответствующем 80% от полной мощности при расчетном напоре. При нерасчетных режимах (Л гур / и Я,ур //) поток набегает на входные кромки лопастей с определенным углом атаки, в результате чего образуются вихри, обычно сходящиеся на выходе из рабочего колеса в общий вихревой жгут спиральной формы, вращающийся с определенной частотой и вызывающий внезапные изменения и пульсапию давления в потоке. В турбине при этом возникают вибрация и удары, которые могут сделать недопустимой эксплуатацию. Эти так называемые нестационарные явления усиливаются при все более отличающихся от расчетного режимах. Необходимым условием эксплуатации является требование, чтобы при любой мощности и при напорах от 0,6Я до Н неспокойные режимы были допустимыми. Обычно они наиболее выражены при мощностях (0,2-т 0,6) N и более [c.29]

Основные размеры направляющего аппарата имеют большое технико-экономическое значение. Важнейшим из них является диаметр окружности расположения лопаток Do. Уменьшение этого диаметра может вызвать свисание лопаток в камеру рабочего колеса или их приближение к лопастям, что ведет к понижению к. п. д. и возникновению на входе в рабочее колесо вихрей, нарушающих спокойную работу турбины. Увеличение Do до некоторых значений ведет к повышению к. п. д., но при этом увеличивается масса направляющего аппарата, статора и спиральной камеры пропорционально DI. Определение оптимального значения D для нормалей является исключительно важной задачей. В старых нормалях принято Do = l,16Di для напоров до 250 м и D,, = l,2Di — при более высоких напорах. Однако использование, этих реко- [c.104]

Центральный вихрь также оказывает влияние на распределение скорости во входном кругово.м коллекторе (рис. 9.11). При етруйном или косом входе жидкости в коллектор [тангенс угла входа (1 /К ,)вх] в нем реализуется спиральное движение с центральны.м вихрем, в районе которого скорость в отверстиях решетки снижается (вследствие снижения давления и увеличения сопротивления решетки при косом входе в ее отверстия). Относительная деформация профиля скорости на выходе из коллектора оценивается по формуле [c.118]

Другая конструкция теплообменника с поперечным обтеканием пучка витых труб, когда спиральная закрутка теплоносителя в межтрубном пространстве приводит к выравниванию неравномерностей температур по периметру труб и интенсификации теплообмена, отличается перекрестным располо жением соседних рядов витых труб. В этом случае появляется возможность одновременного нагревания или охлаждения двух различных сред. Дополнительная турбулизация потока в межтрубном пространстве обеспечивается в этом случае взаимодействием разнонаправленных винтовых течений, обусловленным поворотом вихрей при переходе потока с одного ряда труб на другой. Такой теплообменный аппарат, имеющий две пары коллекторов с трубными досками под перпендикулярно расположенные трубы чередующихся рядов, характеризуется большей пористостью пучка, чем предыдущий аппарат, из-за увеличения расстояния между соседними рядами в 2/ V 3 раза при плотной упаковке пучка и обеспечивает касание каждой трубы на длине шага закрутки с шестью попарно расположенными трубами. Этот аппарат также является более компактным и менее металлоемким, чем гладкотрубчатый аппарат при юй же тепловой мощности и тех же затратах энергии на прокачку теплоносителей. [c.10]

Для повышения g при неизменных значениях а, DplDii и конструкции завихрителя был разработан вихревой пылеконцентратор [Л. 79 и 80], сущность действия которого заключается в следующем. В кольцевое пространство, образуемое сбросным отводом и корпусом, через спиральное сопло подается горячий воздух со-скоростью (2,5 3,0) Wo в количестве 10—20% (/вихр= =0,1—0,2) от расхода сушильного агента. Для ликвидации попадания горячего воздуха в сбросной отвод высота сопла выполняется несколько меньше, чем Ьсбц-Поскольку начальная крутка воздушной струи [c.99]

Мелкомасштабная Т., возникаюпшя в результате последовательного каскада большого числа пространственных и временных бифуркаций, приводящих к полно.му разрушению первичных структур, в конце концов оказывается устроенной настолько сложным образом, что идентифицировать структуры можно не во всяких печениях. Эго можно сделать, напр., в сильно неоднородных и анизотропных течениях, когда на топологию структур существенно влияют динамич, и кинематич. ограничения, связанные с геометрией потока. Примерами подобных структур могут служить продольные вихри в сдвиговых течениях, генерируемые вблизи седловых точек поля скорости крупномасштабных структур, рябь и гюдковы на спиральных вихрях при обтекании вращающихся тел (рис. 8). Такие структуры обнаруживаются не только в области перехода, но и в полностью развитом турбулентном течении. Интересна [c.182]

Придание стенкам камеры спирального очертания или хотя бы закрытие ее углов плоскостями (фиг. 6-10) врепятствует образованию мелких вихрей и засосу воздуха [Л. 97]. Тогда может образоваться вихрь единственный, больщий, но устойчиво расположенный около вертикального вала. Он менее опасен, чем блуждающие мелкие вихря, так как расстояние от его оси до входа в направляющие каналы довольно велико. Спиральная открытая камера может иметь меньщие габариты, чем такая же четырехугольная. [c.61]

Г/(2яг) = Г/(рЛОг). При постоянной циркуляции присоединенных вихрей след состоит только из концевых и корневых вихрей, причем в предельном случае бесконечного числа лопастей заходящие одна за другую концевые спирали образуют вихревую пелену на границе следа, имеющую осевую и трансверсаль-ную составляющие. Погонная циркуляция осевой составляющей полены из концевых вихрей равна v = r/(2n i), где Ri — радиус следа. Вихревые линии образуют (в соответствии с теоремой Гельмгольца) непрерывные кривые, каждая из которых состоит из корневого вихря, радиального присоединенного вихря на диске и осевой составляющей пелены из концевых вихрей. Вследствие спиральной формы концевых вихрей трансверсальная составляющая завихренности сохраняется в следе и в предельном случае бесконечного числа лопастей. Можно считать, что эта завихренность состоит из вихревых колец. Погонная циркуляция у вихревых колец равна Г/h, где h — расстояние, на которое след перемещается за время одного оборота винта. Связывая h с осевой скоростью на границе следа, получим h — 2nv/Q, так что y = T/ pAv). [c.87]

При полете вперед набегающий поток уносит спиральные вихри, сходящие с концов лопастей, назад (вследствие наличия составляющей скорости ц,, параллельной диску) и вниз (вследствие наличия составляющей скорости X, нормальной к диску). Поэтому след состоит из вихревых нитей, которые сходят с каждой лопасти и имеют форму скошенных спиралей (рис. 4.6). Угол скоса следа х = ar tg( u ) можно надежно рассчитать по импульсной теории. Режимам малых ц (О < цДв < 1,5) приблизительно соответствует диапазон О < х < 60°. При вращении несущего винта положения лопастей относительно отдельных вихрей следа периодически изменяются, что вызывает сильные изменения поля индуктивных скоростей, в котором работают лопасти, а значит, и нагрузок лопастей. Таким образом, при полете вперед индуктивные скорости на самом деле распределены весьма неравномерно. Взаимодействие между лопастями и следом особенно сильное в тех частях диска, где вдоль радиуса лопасти скользит вихрь, сошедший с лопасти, идущей впереди. На определенных режимах полета, при которых след располагается близко к диску винта, вихри индуцируют очень большие нагрузки. [c.140]

Теория элемента лопасти представляет собой распространение теории несущей линии на вращающееся крыло. В линеаризованной вихревой модели пелена вихрей состоит из спиральных продольных вихрей, тянущихся за каждой лопастью. В случае невращающегося крыла деформациями вихревой пелены и сворачиванием концевых вихрей обычно -можно пренебречь, поскольку элементы вихрей уносятся вниз по потоку и удаляются от крыла. Вращающаяся же лопасть, напротив, постоянно приближается к элементам пелены вихрей, сходящих с лопасти винта, идущей впереди рассматриваемой. Поэтому модель пелены вихрей, используемая для расчета индуктивных скоростей на лопасти, должна быть более детальной и точной, чем в случае крыла. Сходящие с концов лопастей участки вихревой пелены быстро сворачиваются в концевые вихревые жгуты, которые лучше описываются вихревой нитью, чем пеленой вихрей. Для многих режимов полета требуется учитывать деформации концевых вихревых жгутов, вызываемые созданными этими жгутами индуктивными скоростями, так как без этого не удается произвести достаточно точный расчет нагрузок. В излагаемых далее простых способах расчета индуктивной скорости используется схема активного диска. Это позволяет определять среднюю индуктивную скорость по закону сохране ния количества движения. [c.430]

Спиральные вихри на кгаусе, вращающемся в потоке. Конус с полууглом раствора 15° и диаметром основания 20 см вращается со скоростью 700 об/мин в осевом воздушном потоке, имеющем [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...