Вращающийся поток

Наибольшие потери наблюдаются для вынужденного вихря (я = 1), в этом случае кинетическая энергия вращающегося потока минимальна. Максимальна кинетическая энергия для потенциального вихря (и = — I). С ростом п возрастает часть момента количества движения, сконцентрированного в зоне, примыкающей к внешней границе потока. Для этих режимов значения v превышают значения при и = 1, но незначительно, как видно из сравнения с кривой для и = 3. [c.25]

Органически встроенных в конструкцию пера лопатки, целесообразно для статорных лопаток. На вопрос, эффективны ли они при применении их на вращающихся элементах конструкции пока однозначно ответить нельзя, так как отсутствуют исследования по работе вихревых труб в условиях наложения на собственное центробежное поле вращающегося потока газа, центробежного поля вращающейся конструкции в целом. [c.377]

Рис. 3.5. Обтекание цилиндра вращающимся потоком

Создание и поддержание формы течения, показанной на рис.В.1, а также форм течения, только приближающихся к ней, связано с использованием законов динамики вращающихся потоков со свободной поверхностью, которая является наименее разработанной частью гидродинамики. [c.9]

В этих работах не указано также, когда поле скоростей после того или иного создающего вращение направляющего аппарата - завихрителя можно найти простейшими методами гидродинамики вращающихся потоков хотя бы в первом приближении и когда эти методы не дают такой возможности. [c.11]

Эти вопросы не освещены и в таких основополагающих работах по теории вращающихся потоков, как [5, 7,9]. [c.11]

Некоторые материалы по вращающимся потокам с потенциальным полем скоростей имеются в теории центробежной форсунки, но, как показано ниже, теория центробежной форсунки вопреки существовавшему длительное время мнению не может применяться в длинных трубах и каналах, которые характерны для твэлов и сепараторов пара. [c.11]

Цилиндрическим потоком идеальной жидкости называется такой стационарный вращающийся поток в круглой трубе, в котором все линии тока расположены на цилиндрических поверхностях, соосных с трубой [14,0.668]. [c.12]

При использовании уравнения движения идеальной жидкости в форме (1.13) или любой другой для оценки поля скоростей во вращающемся потоке, образованном различными завихрителями, необходимо иметь в виду некоторые общие свойства как винтовых потоков вообще, так и винтовых цилиндрических потоков в частности. Эти свойства сформулированы в теореме 1, леммах 1 и 2. [c.16]

Цилиндрический вращающийся поток вязкой несжимаемой жидкости в круглой трубе [c.21]

Такое определение содержит в себе некоторые противоречия, смысл которых указан ниже. По-видимому, в связи с этим в некоторых работах, например в [24], цилиндрическое течение считается гипотетическим. В то же время большинство экспериментальных наблюдений за вращающимися потоками в трубах и сосудах подтверждают существование потоков, весьма близких к цилиндрическим [7], а изучение свойств цилиндрических потоков дает ценную информацию о реально существующих потоках. [c.21]

Вращающийся поток после лопаточного завихрителя [c.30]

Теорема S. Экстремум полной энергии в цилиндрических вращающихся потоках при заданных значениях расхода, момента количества движения и импульса и при фиксированном значении радиуса свободной поверхности достигается в вихревом потоке, в котором осевая скорость постоянна, а окружная изменяется с радиусом как [c.43]

Впервые вопрос о бесконечно малых центробежных волнах на свободной поверхности цилиндрического вращающегося потока был рассмотрен в [38], где показана глубокая аналогия теории вращающихся потоков с теорией мелкой воды и газовой динамикой. [c.67]

Впоследствии в [38] было установлено существование гидравлического прыжка во вращающихся цилиндрических потоках и показано значение в теории гидравлического прыжка бесконечно малых центробежных волн. Для потенциального вращающегося потока была получена формула, определяющая скорость распространения бесконечно малых центробежных волн. Метод получения этой формулы, аналогичный таковому в теории мелкой воды [39, с. 485], справедлив только для потенциальных течений [39,0. 301]. [c.67]

I - вертикальная прозрачная трубка 2 - свободная поверхность вращающегося потока 3 - вихревой бак диаметром 23" 4 - трубки тангенциального подвода йоды 5 - регулирующий кран 6 - сливной бак (цифрами обозначена высота в дюймах над уровнем сливной трубки, на которой наблюдался гидравлический прыжок) [c.75]

Работа Бенджамина [46] посвящена исследованию распада или взрыва вихря во вращающихся потоках в неограниченной среде. [c.80]

Для подтверждения своей теории Бенджамин организовал в гидравлической лаборатории Кембриджского университета уникальный эксперимент по формированию вращающегося потока в трубе. Однако, как указано в (49), в эксперименте было обнаружено явление, более сложное, чем то, которое подчиняется этому принципу. Основными параметрами процесса, наблюдавшегося в эксперименте, были радиус свободной поверхности в каверне и скорость ее движения. Рассмотрим схему и результаты эксперимента Бенджамина и Бернарда [49]. Прозрачная труба длиной 1650 мм и внутренним диаметром 50 мм бьша смонтирована на пяти подшипниках и снабжена приводом для приведения во вращение вокруг своей оси, расположенной горизонтально. Труба с одного конца была наглухо закрыта, а с другого на ней была смонтирована съемная заглушка, сконструированная так, чтобы ее можно было удалить на ходу, обеспечив при этом соприкосновение с атмосферой без сообщения лишнего импульса воде, заполняющей трубу. Внутри трубы имелось устройство для визуализации течения, проводилась таки е киносъемка движения. Внутренняя полость трубы перед каждым экспериментом заполнялась водой и из нее тщательно удалялся воздух. После этого трубу приводили во вращение с некоторой постоянной угловой скоростью Q и когда, по мнению экспериментаторов, вода в трубе приобретала постоянную угловую скорость fi, съемную заглушку на ходу удаляли. После удаления заглушки в жидкости возникал процесс, для изучения которого и был поставлен эксперимент. С открытого конца трубы по ее оси в центральную область жидкости внедрялась в основном цилиндрическая воздушная каверна радиусом ri <Л, где Л - радиус трубы. Каверна продвигалась от открытого конца трубы к закрытому с некоторой постоянной скоростью U- Схема каверны показана на рис. 4.19. Впереди каверны в жидкости существовал конус жидкости, не участвующий во вращении и удлинявшийся по мере продвижения каверны от открытого конца трубы к закрытому. [c.82]

Условия формирования полых вращающихся потоков можно установить, изучая экспериментальные работы, в которых такие потоки наблюдались. [c.87]

Одной из наиболее убедительных иллюстраций гидравлического прыжка при формировании вращающихся потоков тангенциальным подводом, являются наблюдения в работе [50], в которой приведен ряд данных, доказывающих его существование. В частности, приведена фотография, [c.96]

Как было указано в 5.2, условие прилипания жидкости к стенке в автомодельном турбулентном режиме не может быть использовано для определения радиуса свободной поверхности, потому что при изменении расхода радиус свободной поверхности не изменяется. Следовательно, его можно найти, пренебрегая прилипанием жидкости к стенке или, иначе, не учитывая тангенциальных сил на стенке, т. е. используя теорию цилиндрических вращающихся потоков, в пределах которой рассматривается вязкая жидкость в трубе с идеальной стенкой. В качестве дополнительного условия будем использовать принцип минимума кинетической энергии [56]. В [56] бьша подтверждена практическая полезность этого принципа, но он был квалифицирован как эвристический вместе с принципом максимума расхода. [c.97]

Шульц-Грунов свидетельствует о противоположном осевом перемещении периферийно расположенных масс газа и масс газа, находящихся в приосевой области камер энергоразделения. В этом случае на фанице раздела потоков, движущихся противоположно, возникает свободная турбулентность. Пристенная турбулентность во вращающихся потоках газа проявляется значительно интенсивнее, чем при прямолинейном течении, но в процессе энергоразделения ей отводится меньщая роль. Шульц-Грунов, ссылаясь на Ричардсона [249], считает, что частицы газа, расположенные на более высоких радиальных позициях, в процессе турбулентного движения могут перемещаться к оси, а приосевые перескакивать на более высокие радиальные позиции. Частицы, перемещающиеся к центру, должны произвести работу против центробежных сил, так как они плотней приосевых. Частицы, перемещающиеся к периферии, должны произвести работу против сил, вызванных фадиентом давления. Эта механическая работа осуществляется в центробежном поле за счет кинетической энергии турбулентности, которая в свою очередь входит в общую кинетическую энергию направленного течения, т. е. элементы газа, перемещающиеся за счет радиальной составляющей пульса-ционного движения с одной радиальной позиции на другую, могут рассматриваться как рабочее тело холодильной машины, обеспечивающей под действием турбулентности перекачку энергии от приосевых слоев к периферийным. Физический процесс энергоразделения имеет аналог среди атмосферных явлений. Шмидт [256] показал, что в атмосфере тепло переносится от бо- [c.161]

Фултона [18], Шспера [19] и Ван-Демтсра [20] ). Строгое теоретическое рассмотрение сложного турбулентного течения газа, которое имеет место в вихревой трубе, является чрезвычайно трудной задачей, особенно в связи с тем, что профиль скоростей потока внутри трубы экспериментально пока еще не определен. Однако качественно эффект охлаждения можно объяснить следую-п им образом. Вращающийся поток воздуха внутри трубы создает в радиальном направлении градиент давления, возрастающий от оси к стенке трубы. Влияние турбулентности на такое ноле давлений выражается в адиабатическом перемешивании. Это приводит к созданию адиабатического распределения температур, при котором более холодный газ оказывается в области, расположенной вблизи оси трубы. Однако вследствие теплопроводности, приводящей к уменьшению градиента температур в радиальном направлении а также непостоянства значений угловой скорости в разных местах трубы адиабатическое распределение полностью осуществлено быть не может. Ван-Демтор описывает последний эффект следующим образом Если угловая скорость непостоянна, то вступает п действие другой механизм, приводящий к возникновению потока механической энергии в радиальном направлении наружу. Вследствие турбулентного трения (вихревой вязкости) внутренние слои жидкости или газа стремятся заставить внешние слои двигаться с той [c.13]

На рис. 4.9 показана циклонная печь для получения сажи из жидкого сырья. Печь состоит из камеры горения и реакционной камеры. В камере горения в двух точках по касательной к стенкам камеры имеются каналы для горелок. В камере создаются вращающиеся потоки пламени. В эти потоки с помощью форсунок впрыскивается нагретое сырье. В реакцион- [c.263]

Кинни. Универсальное подобие скоростей в полностью турбулентных вращающихся потоках. — Труды амер. о-ва инж.-мех. (рус. пер.) Сер. Е. Прикладная механика. М. Мир, 1967, № 2, с. 199—206. [c.193]

В исследовательских работах и патентной литературе описано большое количество разных способов интенсификации теплообмена. Одним из наиболее перспективных является закрутка потока теплоносителя. Этому методу и посвящена предлагаемая книга. В ней одновременно с изложением результатов экспериментапьных работ по интенсификации теплообмена применением закрученных потоков значительное внимание уделено вопросам динамики вращающихся потоков. Эти вопросы рассмотрены применительно к длинным [c.3]

В частности, даже в таких основополагающих работах, как [5—9], не рассмотрены вращающиеся вихревые потоки со сво- бодной поверхностью. Поэтому в ч. 1 книги собрана основная имеющаяся в литературе информация по вращающимся потокам применительно в основном к наиболее простой и наиболее важной в практическом использовании щшин-дрической форме течения, а также приведены некоторые новые теоретические положения по вращающимся потокам со свободной поверхностью. [c.9]

Напомним теперь классификацию и свойства вращающихся потоков, впервые установленные И. С. Громеко [9]. Существуют течения идеаль- [c.14]

Соображения, по которым для вращающегося потока можно задать функцию V е =0, указаны в [5, с. 5]. Они сводятся к следующему. Допустим, что в соответствии со схемой рис. 1.1 рассматривается течение жидкости в трубе, в которой установлен короткий завихритель, например, в виде винтовой вставки. В первом приближении можно рассматривать течение жидкости в сечении 0-0 как потенциальное невращающееся, т. е. такое, в котором в сечении постоянны скорость Vq и давление ро- В этом [c.15]

Среди вращающихся потоков вязкой несжимаемой жидкости необходимо вьзделить винтовые потоки. Изучению их свойств посвящена работа [17, с. 93]. Ниже приведена теорема, доказанная Н. И. Алексеевым. [c.20]

В [5] указывается, что во всех случаях интегрирования уравнений вращающегося потока (винтового или не винтового) в центре сечения осевая скорость максимальна, т. е. в нем V2 не может бьпь равна нулю. [c.29]

Эти особенности вращающегося течения двухсвязность области течения при Xi > О и существование особой точки при Jfi =0 для потенциального поля скоростей исключают возможность применения теоремы Кельвина в теории вращающихся потоков как цилиндрических, так и neiui-линдрических, а только осесимметричных, для которых в соответствии с леммой 1 в потенциальном поле скоростей также неограниченно возрастает при л 0. [c.39]

Утверждение Дубинского [32] не может быть распространено на полную кинетическую энергию, переносимую через поперечное сечение потока. В то же время простой и наглядный метод, использованньА Дубинским, вообще широко распространенный в литературе, может быть с успехом применен для обобщения теоремы 3 и распространения ее на вращающиеся потоки с переменной по радиусу плотностью р. [c.49]

В целях дальнейшего построения теории цилиндрических вращающихся потоков как естественного продолжения классической гидравлики и введения фзшкции Ляпунова ниже кратко изложена элементарная теория совершенного гидравлического прыжка в русловом потоке. [c.51]

Типичные зависимости П и Су от Xi для ц = onst приведены на рис. 4.5. Они представляют собой аналог прыжковых функций в неврашаюшемся русловом потоке или зависимости импульса П и энергии от радиуса свободной поверхности при постоянных значениях <7 = 1 и /Яу. Если второе уравнение (4.20) при заданных значениях цкП решить относительно Xi, то будут получены два действительных значения к Х2, отвечающие точкам пересечения прямой П = onst с кривой II( i) (рис. 4.5). Переход от точки 1 с радиусом свободной поверхности Xi к точке 2 с радиусом свободной поверхности представляет собой гидравлический прыжок первого рода в потенциальном вращающемся потоке. Он сопровождается потерей энергии. [c.59]

Необходимо отметить, что принцип экстремума импульса выдвигался и в отечественных работах [19], но тогда он не получил какого-либо развития в далы1ей-ших работах по теории вращающихся потоков. [c.81]

Из (4.64) и (3.31) видно что в соответствии с принципом взаимности изопериметрических задач семейство экстремалей в обоих уравнениях одинаково. Но при этом энергия оказьтается неизвестной. Она может быть задана только в неустойчивом состоянии, а переход от него к устойчивому состоянию, т. е. гидравлический прыжок второго рода, происходит при постоянном значении полного импульса, так как в теории прыжка, равно как и в теории Бенджамина, внешние силы не учитываются. Но если импульс остается постоянным, в прыжке неизбежны потери энергии, и то значение энергии, которое будет после прыжка, меньше того, которое было в исходном неустойчивом состоянии. Поэтому можно со всей определенностью сказать, что принцип экстремума импульса Бенджамина для устойчивого состояния верен, но бесполезен энергия, при которой достигается экстремум импульса, наперед не известна и может быть определена только после использования уравнения количества движения и нахождения потерь энергии в прыжке. Необходимо добавить также, что основная идея, высказанная Бенджамином о том, что взрыв вихря представляет собой переход от неустойчивого состояния вращающегося потока к устойчивому его состоянию, бесспорна. [c.81]

СИЛЬНОЗАКРУЧЕННЫЕ ВРАЩАЮЩИЕСЯ ПОТОКИ Q ПРИ ПОСТОЯННОМ МОМЕНТЕ КОЛИЧЕСТВА ДВИЖЕНИЯ [c.87]

Схема установки, на которой изучались условия существования вращающихся потоков, приведена на рис. 5.4. На рис. 5.5 показана схема устройства для подвода потока по тангенциальному канапу размерами дхЬ в стеклянном блоке к трубке диаметром 15 и длиной 700 мм. [c.89]

НИИ. вращающихся потоков в твэлах активной зоны ядерного реактора, конструкция которых всегда чувствительна к динамическим воздействиям потйка теплоносителя. Отсюда ясна необходимость расчета радиуса свободной поверхности, знания применяющейся закрутки, т. е. того, каким будет радиус свободной поверхности. [c.91]

Существование гидравлического прыжка при формировании вращающихся потоков установлено практически одновременно в различных работах. Одной из первых таких работ является работа И. И. Новикова и А. Ц. Борзяка, в которой не только наблюдался гидравлический прыжок во вращающихся потоках, но и указана глубокая аналогия между вращательно-поступательным движением вязкой несжимаемой жидкости и движением сжимаемого газа [38, с. 656]. [c.93]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...