Течение в канале переменного сечени

До сих пор мы рассматривали решения уравнения энергии турбулентного пограничного слоя при продольном обтекании пластины потоком с постоянной скоростью вне пограничного слоя. Однако значительно больший интерес представляют задачи, в которых скорость внешнего течения изменяется вдоль обтекаемой поверхности. К таким задачам относятся расчеты теплообмена при обтекании крыльев самолетов и лопаток турбин, при течении в каналах переменного сечения, например в соплах ракет, [c.294]

Рассмотрим одномерное течение в канале переменного сечения. Проинтегрируем уравнение (5-19) по объему V среды, заключенному между сечениями канала Fi и F2 [c.111]

Если, однако, ввести в эту систему уравнений (5-32, 5-33, 5-34) каким-либо образом параметры, отвечающие равновесному состоянию и связанные некоторым образом с имеющимися величинами, то можно будет судить о поведении двухфазной среды при одномерном течении в канале переменного сечения. [c.113]

Рассмотрим течение жидкости в канале переменного сечения. Сумма трех слагаемых уравнения, так же как и каждое слагаемое, имеет линейную размерность, постоянна и называется полным напором или полной высотой, На рис. 2.13 показаны отрезки прямых, соответствующих каждому слагаемому уравнения Бернулли для четырех произвольно выбранных сечений. При этом 2 — расстояние от центра тяжести сечения до плоскости сравнения (высота положения) p/ pg) — пьезометрическая высота (пьезометрический напор) u / 2g)—скоростная высота (скоростной напор). [c.92]

Лри таком подходе течение реагирующей газовой смеси в канале переменного сечения при наличии энергообмена можно описать следующей системой уравнений [c.124]

Основные уравнения одномерного течения — уравнения неразрывности, импульса и энтальпии торможения двухфазной среды в канале переменного сечения — могут быть получены непосредственно из общих уравнений, выведенных ранее, путем применения их к некоторому участку канала. [c.108]

Общие уравнения одновременного течения невязких двухфазных сред в канале переменного сечения легко могут быть получены из 5-1. В частности, уравнения неразрывности, импульса и энтальпии торможения будут иметь следующий вид [c.113]

Рассмотрим для примера течение переохлажденного пара в канале переменного сечения. Примем также соотношение скоростей фаз v = l, а отношение энтальпий фаз v <1. Тогда /н=1, [c.118]

Уравнения полностью развитого течения в канале прямоугольного сечения с непроводящими стенками имеют в переменных п. 2 вид [c.631]

Аналитическое решение задачи о течении в ударной трубе, которое возникает после разрыва диафрагмы [1], ограничено случаем постоянного поперечного сечения трубы. Однако и оно справедливо лишь до момента, когда начинается взаимодействие центрированной волны со стенкой или с отраженным скачком. Что касается нестационарных течений в каналах переменной площади, то здесь известные результаты получены лишь с использованием одномерного приближения [2-5]. [c.134]

В выходной секции сопла газовая смесь, как правило, достигает высокой степени разреженности. Температура, плотность и давление падают, а скорость в выходном сечении наибольшая. Поэтому локальное значения характерного времени течения Т невелико, а время релаксации сильно увеличивается из-за разреженности потока. Течение продолжает развиваться в канале переменного сечения, поэтому здесь по-прежнему [c.121]

Фиг. 3.1. Одномерное установившееся течение несжимаемой жидкости без трения в канале переменного сечения.

Более общие решения задачи теми же методами гидравлики были получены И. С. Риманом [114, 115]. Они относятся к потоку, состоящему из я трубок тока с разными начальными скоростями. При этом рассматривается выравнивающее действие сопротивления (как равномерного, так и переменного по всему сечению). Полученные результаты могут быть использованы и для каналов переменного сечения, но при безотрывном течении в них жидкости. [c.11]

Рассмотрим течение жидкости (или газа) в ка1 але переменного сечения (рис. 4.3.1). Пусть течение установившееся (скорость отдельных частиц не зависит от времени) и одномерное ( течение в канале определяется течением, напри- [c.316]

Если при течении изменяется масса текущего газа, то в правую часть уравнения войдет, как это легко видеть, дополнительный член —( VG) (dG/dx). Уравнение (4.90) представляет собой общее уравнение квазиодномерного вязкого течения газа по каналу переменного сечения [c.359]

УРАВНЕНИЯ ОДНОМЕРНОГО СТАЦИОНАРНОГО ТЕЧЕНИЯ В ПРЯМОЛИНЕЙНОМ КАНАЛЕ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ [c.264]

Уменьшение потерь энергии потока в рабочем колесе в основном зависит от рационального профилирования его проточной части, которая представляет собой каналы переменного сечения и сложной формы. Рассмотрение сложного пространственного потока весьма затруднено. Поэтому производился последовательный анализ течения в меридиональной и в радиальной плоскостях с использованием строгих и приближенных методов и теории пограничного слоя. Такой подход позволяет учесть конкретную форму канала в обеих плоскостях. [c.293]

Обычно применяются два способа введения поправок. По методу определяющей температуры все физические свойства, входяш ие в безразмерные комплексы (Re, Рг, Nu и др.), относят к некоторой характерной температуре, выбираемой таким образом, чтобы теплообмен и сопротивление при переменных свойствах можно было рассчитывать по зависимостям для постоянных свойств. В качестве определяющей принимают либо температуру поверхности, либо некоторую температуру, заключенную между температурой поверхности и температурой внешнего течения (или средней массовой температурой жидкости). Общего правила не существует. По методу фактора свойства все физические свойства определяются при температуре внешнего течения (или при средней массовой температуре жидкости), а влияние переменности свойств учитывается функцией отношения некоторого физического свойства при температуре стенки к тому же свойству при температуре внешнего течения (или при средней массовой температуре жидкости), Несмотря на широкое распространение метода определяющей температуры, его применение связано с определенными трудностями, особенно при расчетах теплообмена при течении в каналах. При использовании метода фактора свойства таких трудностей не возникает Например, для того, чтобы найти значение плотности при определяющей температуре для вычисления числа Re, необходимо разделять массовую скорость G = Vp на составляющие F и р. Но при течении в каналах G — массовый расход, отнесенный к поперечному сечению трубы, — является вполне определенным физическим параметром независимо от характера изменения плотности [c.309]

Какой вид имеют распределения скоростей при ламинарном течении в каналах и трубах переменного сечения, впервые вычислил Блазиус ) в предположении, что наклон стенок относите ьно оси, т. е. расширение, незначителен. Тогда вследствие уменьшения скорости происходит увеличение давления, которое складывается с падением давления, происходящим вследствие треиия. Если в результате этого сложения получается увеличение давления в направлении течения, то, как мы увидим ниже н № 48 и 5 , возникает возможность для возвратного движения частиц жидкости вблизи стенок. Если у у х) есть уравнение контура расходящихся стенок двухмерного течения, то услов.ем для такого возвратного движения по Блазиусу будет [c.61]

Истечение и течение газов по каналам переменного сечения широко распространены в современной технике. С ними приходится встречаться при изучении истечения газов из сопел газовых турбин и реактивных двигателей, при продувке двухтактных двигателей внутреннего сгорания, при движении воздуха или газа по различным каналам к камерам сгорания и т. д. [c.153]

Задача 35. Определить изменение скорости адиабатического течения идеального газа по каналу переменного сечения. Исследовать возможность перехода этого течения из дозвукового в сверхзвуковое. [c.185]

Развитая в [15-18] параболическая модель гладкого канала оказалась корректной для каналов переменного сечения с продольной кривизной стенки 0,5. В настоящей работе предложена новая упрощенная модель течения вязких газов, которая является дальнейшим развитием модели гладкого канала для описания течений в соплах и каналах со значительной кривизной стенки. При упрощении уравнений [c.62]

Поток с переменной площадью сечения. Исследуем изэн-тропическое течение в канале переменного сечения, взяв для примера случай истечения из большого резервуара через сужающийся насадок (сопло) (рис. 14-20). Положим, что газовая струя выходит из сопла в атмосферу через горловину с параллельными стенками площадью 5с со средней скоростью V и давлением рс. Если площадь резервуара велика в сравнении с пло- [c.359]

Рассмотрим простейший случай одномерного стационарного течения в канале переменного сечения F(x). В этом случае из условия сохранения расхода ри F== onst и из уравнения движения вдоль оси канала имеем [и — скорость газа) [c.47]

Вследствие математических трудностей, возникающих при расчете сжимаемых закрученных потоков в каналах переменного сечения, подавляющее большинство исследований вьшолнено для стационарного, невязкого изоэнтропного течения. Поэтому полученные решения могут рассматриваться в качестве верхнего предела, который может быть достигнут в потоках с закруткой. [c.106]

Задача выявления особенностей формирования критического режима течения в высоковлажной двухфазной смеси возникла в последние годы в связи с анализом теплогидродинамических процессов, происходящих в реакторном контуре в связи с его разгерметизацией. При этом исследовались прежде всего каналы постоянного сечения. Вместе с тем предложенные сотрудниками ВТИ им. Дзержинского вставки-ограничители расхода сделали актуальной задачу исследования вскипающего потока в каналах переменного сечения. Названные вставки предназначены для ограничения расхода теплоносителя при разрыве трубопроводов реакторного контура. При этом они должны обладать возможно меньшими гидравлическиМи сопротивлениями в условиях нормальной работы контура. Профиль используемых вставок выполнен в виде сопла Лаваля с плавно сужающейся входной частью и коническим диффузором. Между тем имеющиеся экспериментальные данные говорят о том, что при истечении насыщенной и тем более недогретой до насыщения воды через каналы, имеющие традиционный профиль сопла Лаваля, жидкость на выходе оказывается перегретой и испарение ее происходит практически за пределами канала. При этом расход воды через сопло оказывается близким к гидравлическому. Таким образом, снижение расхода воды через вставки по сравнению с расходом ее истечении через полное сечение разрыва происходит лишь за счет уменьшения проходного сечения. В то же время расход через вставки можно бьшо бы уменьшить еще почти на порядок, если бы обеспечить в них критический режим истечения вскипа- [c.145]

В разработанных к настоящему времени методах комбинированного анализа рассматриваются лишь термодинамические, газодинамические и теплообменные вопросы нестационарного течения рабочего тела при его движении в системе двигателя. Вопросы, связанные с динамикой машины и сопротивлением материалов, не включаются в рассмотрение, и это может иметь в дальнейшем нежелательные последствия. Например, методы комбинированного или раздельного анализа, использованные при проектировании или оптимизации двигателя, могут дать результаты, не совместимые с требованиями, которые следуют из рассмотрения динамики машин или сопротивления материалов. Следовательно, методы комбинированного анализа (или анализа 3-го порядка) должны применяться только на последней стадии предварительной проработки или проектирования, как показано на рис. 3.1, когда все основные требования выполнены. В открытой литературе опубликовано несколько методов комбинированного анализа, которые имеют практически одинаковый аналитический подход и различаются лишь методами решения получаюигейся системы уравнений. В опубликованных работах, на наш взгляд, уделяется чрезмерное внимание выводу основных уравнений, и, хотя само по себе это и полезно, в зависимости от типа публикации зачастую может создаваться впечатление, что эти уравнения получены впервые и применимы исключительно для двигателя Стирлинга. И то и другое почти полностью неверно. Рабочий процесс в двигателе Стирлинга представляет собой нестационарное течение рабочего тела в каналах переменного сечения ири наличии трения и теплообмена. Подобные течения были подробно рассмотрены, например, в [c.335]

Во многих современных технических устройствах имеет место обтекание жидкостью или газом тел с криволинейной поверхностью, движение жидкостей или газов в каналах переменного сечения и в трубах. Очень часто температура потока отличается от температуры обтекаемой поверхности, и поэтол1у такие течения сопровождаются теплообменом между -потоком и поверхностью твердого тела. Для того чтобы правильно запроектировать такие устройства и обеспечить их надежную работу, необходимо определить трение и тепловой поток на стенке. В случае повышения давления в направлении течения особый интерес представляет выяснение вопроса, происходит или не происходит отрт>1в потока от поверхности тела, и если происходит, то в каком имеиио месте. Прогресс современной техники выдвинул много новых вопросов, в частности определение характеристик потоков при больп1их скоростях, когда диссипация энергии вызывает сильные температурные изменения выяснение влияния отсасывания или вдува л<идкости сквозь поверхность тела и т. д. [c.3]

Положим далее Ис=сопз1, тогда уравнения (12.3 8) лишь множителем Мс, близким к единице, будут отличаться от уравнений одномерного нестационарного течения газа в канале переменного сечения Ь t, г). [c.317]

Эллиптико-гиперболическая система упрощенных уравнений. Будем рассматривать стационарное ламинарное безотрывное течение вязкого газа в канале переменного сечения, имеющего гладкие стенки со значительной продольной кривизной. Кривизной оси канала пренебрегается. После записи системы уравнений Навье - Стокса в адаптированной к геометрии канала системе координат и отбрасывания в уравнениях членов порядка малости 1/Ке и O(tg20) при сохранении членов O(tg0) и их производных полученная упрощенная система уравнений для [c.63]

В последние годы интенсивно изучаются закрученные потоки в осесимметричных каналах переменного сечения (сопла, диффузоры и т. д.). Впервые эта задача возникла при изучении вопроса о влиянии закрутки на характеристики сопел. Было обнаружено [65], что при определенных условиях закрутка потока может служить средством регулирования расхода газа через сверхзвуковое сопло. Поскольку расходные характеристики канала неразрывно связаны с локальными Ч1араметрами потока, то вопрос о распределении скоростей в соплах и каналах переменного сечения при течении с закруткой приобрел самостоятельное значение. [c.106]

Известны два оснЬвных режима течения жидкости ламинарный и турбулентный. Эти жё режимы могут иметь место № при движении жидкости в пучке. Форма течения жидкости в пучке во многом зависит от характера течения в канале перед пучком. Если при данном расходе и температурах теченйе в канале, где установлен пучок, было бы турбулентным при отсутствии пучка, то оно обязательно будет турбулентным и в пучке, так как пучок является прекрасным турбулизатором. Однако если пучок пойещен в канал, в котором до его установки имел бы место ламинарный режим течения, то в этом случае в зависимости от числа Re можно иметь как одну, так и другую формы течения. Чем меньше число Re, тей устойчивее ламинарное течение, чем больше — тем легче перевести егЬ в турбулентное. При низких значениях числа Re течение может остаться ламинарным. При этом межтрубные зазоры как бы образуют отдельные щелевидные каналы переменного сечения (исключение составля ет предельный случай, когда расстояния между трубами очень велики). [c.227]

Качественно влияние кинетики химических реакций на параметры потока в проточной части газовой тур бииы можно исследовать, заменяя рассмотрение течения N2O4 в проточной части турбины рассмотрением одномерного стационарного течения N2O4 в модельном канале переменного сечения с заданными законами изменения энергообмена и трения вдоль оси канала. [c.166]

Периодически нестационарные течения с переменными граничными условиями в выходном сечении сопловой решетки реализуются в одиночной ступени. В промежуточной ступени периодическая нестационарность возникает и на входе в сопловой аппарат последующей ступени, однако ее влияние не столь существенно, так как скорость обтекания входных кромок невелика, как соответственно и интенсивность волн. Кроме того, в последующем кон-фузорном течении волны частично гасятся структура этих волн усложнена взаимодействием с вихревыми кромочными следами предшествующей решетки, а скорость перемещения суммируется со скоростью потока. Однако влияние волн против потока, т. е. на течение в каналах предшествующей рабочей решетки, может быть существенным, несмотря на то, что значения максимальной амплитуды пульсаций, зависящей от формы и скорости обтекания входных кромок сопловой решетки, невелики. [c.190]

Попытка обобщения различных опытных данных встречается в работе Т. Г. Чильтона и А. Кольборна [Л. 58], опубликованной в 1931 г. Опыты проводились в трубе с внутренним диаметром 75 мм, заполненной каменными, фарфоровыми и цинковыми шариками, галькой и гранулами. Течение жидкости через засыпку рассматривалось Kaj< движение через ряд параллельных каналов с переменным сечением. Падение напора при изотермических условиях объяснялось трением жидкости о поверхность частиц, расширением и сжатием потока в извилистых каналах переменного сечения. [c.245]

Движение жидкостей в каналах с переменным поперечным сечением, а) Простейшим примером течения в канале с переменным сечением является истечение жидкости из сосуда через насадок. Случай истечения без гидравлических потерь был рассмотрен нами в 5, гл. II. Напомним, что вследствие сжатия струи ее поперечное сечение обычно меньше поперечного сечения отверстия Р, а именно, оно равно а, где а есть коэффициент сжатия струи (при истечении через отверстие с острыми краями а и 0,61). Скорость в середине струи при истечении из сосуда, поперечное сечение которого велико по сравнению с поперечным сечением насадка, обычно очень точно равна Z2gh. Однако ближе к краям струи скорость вследствие трения притекающей жидкости о стенки насадка меньше указанной величины при истечении из насадка, изображенного на рис. 32, это уменьшение значительнее, чем при истечении через отверстие в стенке (рис. 31). Таким образом, средняя скорость истечения несколько меньше теоретической и может быть принята равной [c.231]

Пусть по каналу переменного сечения течет газ или пар (рис. 1.7). Течение принимается неразрывным и установив иимся, т. е. таким, при котором через все сечения канала протекает одна и та же постоянная во времени масса рабочего тела . Рассмотрим детально уравнение первого закона термодинамики в применении к процессу течения на участке канала, ограниченном сечениями О—О и 1—1. [c.21]

Новые качественные эффекты обнаружены при исследовании развившихся нестационарных магнитогидродинамических течений (Я. С. Уфлянд и И, Б. Чекмарев, 1959, 1960). Основной особенностью нестационарных задач является необходимость совместного решения уравнений магнитной гидродинамики внутри канала и уравнений электродинамики вне его. Полученная система уравнений решается обычно при помощи преобразования Лапласа по времени. Точные решения нестационарных задач о течении в плоском канале в однородном поперечном магнитном поле были получены как для случая переменного градиента давления др дх = Р (i), так и для случая подвижных границ канала Uw = Uw t)- Рассмотрена также аналогичная задача для течения в трубе прямоугольного сечения [c.444]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...