Гидродинамические трубы свободной поверхность

Сводный график коэффициентов лобового сопротивления шара в широком диапазоне чисел Рейнольдса был приведен на рис. 9-5. Форма этого графика очень похожа на форму графика для цилиндра, и четко прослеживаются три основных режима течения 1) ползущее движение 2) турбулентный след и ламинарный пограничный слой (рис. 15-11,а) 3) турбулентный след и турбулентный пограничный слой (рис. 15-11,6). Критическое число Рейнольдса для перехода в пограничном слое от ламинарного течения к турбулентному снова подвержено сильному влиянию шероховатости поверхности и турбулентности свободного потока. В практике гладкие сферы могут использоваться для сравнения уровней турбулентности свободного потока в различных аэродинамических и гидродинамических трубах. Связь между критическим числом Рейнольдса Re p и относительной [c.407]

Недавно аналогичные опыты по опрессовке были проведены в гидродинамической трубе Исследовательской лаборатории вооружения Пенсильванского государственного университета [31] и в Мичиганском университете [25]. В этих экспериментах в свободном потоке воды, циркулирующей в рабочей части трубы замкнутого контура, в течение некоторого времени поддерживалось заданное давление. Затем давление резко сбрасывалось, в результате чего возникали отрицательные давления и, следовательно, жидкость на поверхности тела или в критическом сечении трубы подвергалась растяжению. Некоторое время жидкость выдерживала это растяжение, и лишь затем возникала кавитация. [c.101]

Для сифонных водосбросов часто исследуются характеристики цикла наполнения, который зависит главным образом от скорости удаления оставшегося воздуха из сифона. В течение этого цикла вниз по вертикальному каналу сифона течет смесь воды с воздушными пузырями. Поскольку сброс не совсем свободный, давление изменяется по высоте, а это в свою очередь влияет на размеры уносимых потоком пузырей воздуха. При отсутствии подобия изменения размеров пузырей в модели и в натуре характеристики наполнения также не будут подобными. Объем каждого пузыря обратно пропорционален абсолютному давлению. Поэтому подобие изменения размеров пузырей в модели и натуре возможно только при подобном изменении абсолютного давления. Следовательно, если пренебречь плотностью газа, то отношение произведений атмосферного давления на плотность жидкости в модели и натуре должно быть равно отношению их характерных размеров. Однако в лабораториях только в исключительных случаях вместо воды используются другие жидкости. Более того, нет подходящих жидкостей, которые были бы значительно легче воды. Таким образом, с практической точки зрения, это требование означает, что исследования такого типа необходимо проводить в замкнутых установках, в которых атмосферное давление можно уменьшать пропорционально масштабу модели, т. е. для модели, изготовленной, например, в масштабе А, создавать давление, равное /4 атмосферного. Примерами установок для проведения экспериментов при пониженном атмосферном давлении могут служить гидродинамические трубы со свободной поверхностью, баллистические камеры с регулируемым давлением и бассейны с регулируемым давлением. Они будут описаны в разд. 10.10 и 10.13. [c.550]

Выбор рабочей части определяется главным образом типом исследуемой задачи. Если необходима длинная рабочая часть, то открытая рабочая часть не подойдет, поскольку с увеличением длины падает к. п. д. и усиливаются пульсации. Если необходимо исследовать короткие тела с большим поперечным сечением, наиболее подходящей может оказаться открытая рабочая часть, по крайней мере с точки зрения начальных затрат. В щелевой рабочей части можно испытывать длинные тела большого диаметра. Если необходимо проводить визуальные и особенно фотографические исследования, то открытые и закрытые рабочие части удобнее щелевых. Даже если щелевые стенки изготовлены из прозрачных стержней, они создают оптические искажения, поскольку еще не разработаны прозрачные материалы с таким же, как у воды, показателем преломления. Тем не менее принцип использования щелевых стенок, по-видимому, является перспективным, а щелевые рабочие части, возможно, будут самыми удобными для универсальных гидродинамических труб. Интересно, что щелевые стенки были исследованы с целью применения их в замкнутом канале со свободной поверхностью, предназначенном для испытания моделей судов [3]. [c.571]

Все описанные выше типы гидродинамических труб являются замкнутыми трубами с малыми площадями свободных поверхно- [c.571]

Примером такой установки является гидродинамическая труба со свободной поверхностью Калифорнийского технологического института, общий вид которой показан на фиг. 10.15 [24]. Вода циркулирует по замкнутому контуру (на фиг. 10.15 против часовой стрелки) и приводится в движение осевым насосом с диаметром рабочего колеса 1068 мм. За насосом установлен пере- [c.580]

Чтобы спроектировать удовлетворительную гидродинамическую трубу со свободной поверхностью, необходимо решить ряд задач, связанных с выходом потока в рабочую часть и приемом его из рабочей части. Прежде всего существенно, что поток, входящий в рабочую часть, имеет равномерное распределение скорости и невозмущенную свободную поверхность. Воздух и вода, вытекающие из рабочей части, должны быть собраны и направлены в воздухоотделитель с малой скоростью. Более того, важно чтобы диффузия была достаточно эффективной и большая часть скоростного напора в рабочей части восстанавливалась в виде гидростатического напора. Воздухоотделитель является наиболее сложным звеном конструкции, если скорости течения и расход инжектируемого газа, необходимый для вентиляции каверны. [c.581]

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]

Большие трудности, связанные с прямым измерением сопротивления плывущей рыбы, заставили исследователей предположить, что оно равно сопротивлению эквивалентного прямого жесткого тела. Поэтому было сделано много попыток измерить вязкое сопротивление как некоторой механической модели, так и парализованной или вялой рыбы в условиях установившегося течения в аэродинамической или гидродинамической трубе, в буксировочном бассейне или в баках в режиме вертикального падения. Другой подход заключался в наблюдении торможения свободно скользящей рыбы (см. краткие обзоры [30а, 53]). Вообще говоря, измеренные значения коэффициента сопротивления Со имеют большой разброс эти значения отличаются от нескольких раз до десятков раз от коэффициента сопротивления турбулентного трения плоской пластины с такой же площадью поверхности при таком же.значении числа Рейнольдса. Однако имеются сообщения [41, 73], указывающие на то, что измеренный коэффициент сопротивления близок к коэффициенту сопротивления эквивалентной механической модели. Настоятельно требуется большое повышение экспериментальной точности, но этого трудно достигнуть. [c.108]

Шлакование уменьшает тепловосприятие поверхностей нагрева, расположенных в топке, и повышает температуру продуктов сгорания на выходе нз топки, что может привести к нарушению нормального гидродинамического режима работы экранов и ширм. В области пароперегревателя, если температура газов ниже / , имеют место уплотненные отложения твердых частиц золы. Прочные отложения образуются при наличии в золе топлива свободной извести СаО, которая, соединяясь с SO2, образует сульфат кальция, связывающий между собой и поверхностью труб частицы золы. [c.451]

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]

Гидродинамические трубы со свободной поверхностью предназначены для исследования объектов, погруженных на малую глубину или пересекающих свободную поверхность. В качестве примеров таких объектов можно назвать торпеды. Подводные крылья, стойки и некоторые типы гидросооружений. Как следует из названия, единственной особенностью этих труб является рабочая часть, имеющая свободную поверхность воды, давление над которой регулируется, чем обеспечивается регулирование кавитации на испытываемом объекте. Такая конструкция позволяет моделировать одновременно погружение, поверхностные волны и кавитационные характеристики. Гидродинамическая труба со свободной поверхностью удобна главным образом для исследования кавитации и каверн, возникающих вследствие испарения и вентиляции. Для исследования вентилируемых каверн (например, суперкаверн, образующихся за гидропрофилями) установка должна быть оборудована устройством для инжекции воздуха или другого газа в рабочую часть. И соответственно необходимо устройство для непрерывного удаления этого воздуха. [c.580]

Фиг. 10Л5. Гидродинамическая труба со свободной поверхностью Калифорнийского технологического института (1947 г.) [24].

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...