Гидродинамические трубы с нестационарным течение

Краткий исторический очерк и описание универсальных гидродинамических труб как установок для исследования кавитации приведены в гл. 2. Основными элементами гидродинамической трубы являются система, обеспечивающая течение жидкости рабочая часть, в которой можно устанавливать различные исследуемые объекты средства регулирования давления, скорости и температуры в рабочей части, а также весы и система крепления, с помощью которых испытываемый объект устанавливается в различных положениях и измеряются гидродинамические силы. Трубы могут быть замкнутого типа, в которых жидкость циркулирует по замкнутому контуру, и незамкнутого типа, в которых жидкость разгоняется, проходит через рабочую часть и истекает наружу. Поскольку общая масса жидкости в замкнутых системах велика, гидродинамические трубы замкнутого типа обычно используются для исследования явлений в стационарных условиях. Незамкнутые системы такл е щироко используются для исследований в стационарных условиях, но в них легче получить ускоряющиеся или замедляющиеся нестационарные течения. [c.560]

Фиг. 10.17. Гидродинамическая труба Калифорнийского технологического института для исследования нестационарных течений (1913 г.) [2].

Фиг. 10.16. Гидродинамическая труба Массачусетского технологического института для исследования нестационарных течений (1951 г.) [9].

Обычно стационарные гидродинамические характеристики тел, свободно движущихся в жидкости, можно удовлетворительно исследовать в универсальных гидродинамических трубах или в трубах со свободной поверхностью. Напротив, нестационарные присоединенные каверны, образующиеся за телами, пересекающими поверхность раздела жидкости и газообразной атмосферы, имеют особые нестационарные характеристики, рассматриваемые в гл. 12. В процессе образования такие каверны заполнены газом. Они могут оставаться заполненными газом в течение всего времени существования или превращаются в паровые каверны перед тем, как исчезнуть, в зависимости от изменения скорости с глубиной на последних стадиях подводного движения. Более того, траектория тела зависит от соотношения гидродинамических сил и ориентации тела в различные моменты времени. При самом прямом методе исследования этой задачи тело выстреливают в газообразной атмосфере над поверхностью раздела с соответствующей скоростью, углом наклона траектории и ориентацией и наблюдают за его движением и поведением каверны. Для исследования на уменьшенных моделях может потребоваться также моделирование атмосферного давления с помощью газов, отличающихся от воздуха (разд. 12.4). Такие эксперименты проводятся в баллистической камере с регулируемой атмосферой. [c.587]

При теоретическом описании нестационарных гидродинамических процессов в разветвленной гидравлической системе (см. рис. 7.21, й) использована приведенная в разд. 2.5 математическая модель одномерного течения в трубе с квазистационарной силой трения о стенки. При расчетах методом характеристик учитывали, что объем емкости 25 достаточно велик и в ней системой наддува поддерживали постоянное давление. Поэтому в качестве граничного условия на входе участка 1 принимали условие постоянства давления. Результаты статических проливок системы показали, что потери давления на разветвлениях невелики, т. е. существенно меньше потерь давления на местном сопротивлении и электроклапанах. Поэтому при расчетах принимали, что потери давления на разветвлениях отсутствуют, и использовали уравнения балансов расходов. [c.283]

Для некоторых исследований кавитации необходимо специальное оборудование, например для испытания турбин и насосов, исследования обтекания свободно движущихся тел и кавитации при существенном влиянии силы тяжести (при входе в воду и в гидросооружениях, когда течение имеет свободную поверхность), а также для исследования нестационарных течений. Каналы установок для испытания гидравлических машин аналогичны каналам гидродинамических труб. На фиг. 2.8 приведена схема установки Национальной технической лаборатории в Ист-Килбрайде (Шотландия) [34], предназначенной для испытания гидротурбин. Эта установка в числе первых была оборудована системой одновременной автоматической регистрации экспериментальных данных и обработки их на ЭВМ. Другие специальные установки, включая гидродинамические трубы [c.51]

Другая важная особенность суперкаверны состоит в том, что возмущения в ее конце должны иметь такой же характер, как описанные в разд. 5.3. Здесь образуется обратная струя, а сама каверна может пульсировать (разд. 5.4). Селф и Рипкен [71] описали осесимметричные суперкаверны, полученные в вертикальной гидродинамической трубе. Они обнаружили, что в случае каверн умеренной длины возвратное течение, заполнение и отрыв могут повторяться почти регулярно. Однако с увеличением длины каверны заполнение становится частичным, а отрыв менее регулярным. С другой стороны, в случае длинных горизонтальных каверн обратная струя падает на стенку каверны и уносится высокоскоростным потоком, образующим поверхность каверны. В результате также происходит частичное заполнение каверны. Райхардт [60] показал, что именно к такому типу каверн относятся вентилируемые суперкаверны за дисками (фиг. 5.26). Хотя концевая зона длинной каверны (вертикальной или горизонтальной) может оставаться нестационарной, ее передняя зона может быть почти стационарной. Как отмечали Зильберман и Сонг [75], в некоторых особых случаях эта стационарность может быть нарушена чрезмерно сильной вентиляцией. [c.222]

Рассмотрим результаты экспериментального исследования нестационарного теплообмена [33], выполненного ири различных числах Прандтля. Опыты проводили при течении воды в трубе из стали 1Х18Н9Т диаметром 7,6 мм с толщиной стенки 0,3 мм, длиной 1,1 м, включая необогреваемый участок гидродинамической стабилизации длиной 0,5 м. Нагревали трубу, пропуская по ней переменный ток. Электрическую нагрузку изменяли с помощью магнитных усилителей. Тепло отводили протекающей по трубе водой при следующих параметрах давление 1,5—5 бар средняя скорость а = О 6 м/с Ке = 10 —5-10 температура воды на входе = 5 — 20° С температура воды на выходе [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...