Вихрь в в газе

Как известно из теоретической гидродинамики, условие отсутствия вихрей в потоке газа в цилиндрических координатах (а, г, О) определяется следующими тремя уравнениями [c.69]

Вихрь в сжимаемом газе. Предположим, что линии тока течения являются окружностями и что иа каждой такой окружности циркуляция равна 2лх. [c.363]

Возникновение вихрей в идеальном газе. [c.350]

Для того чтобы лучше представить себе причину возникновения вихрей в идеальном газе, выразим в последней формуле- [c.351]

Отсюда следует, что интенсивность образования вихрей в идеальном газе, характеризуемая величиной, пропорциональна при [c.352]

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ВИХРЕЙ В ИДЕАЛЬНОМ ГАЗЕ [c.353]

Взрыв мины под водой 294 и д. Вихрь в идеальном газе 350 [c.617]

При соблюдении условий теоремы Томсона вихри в движущемся газе сохраняются, т. е. если их нет в некотором индивидуальном объеме в данный момент, то их не будет в дальнейшем и не было прежде. В этом утверждении состоит теорема Лагранжа" ). [c.146]

Асимптотическая теория вихрей Гертлера в пограничном слое совершенного газа исследовалась в [15]. Были описаны характерные режимы развития вихрей, сформулированы краевые задачи, определены параметры подобия. Детальное изучение коротковолновых вихрей около охлаждаемой поверхности в гиперзвуковом пограничном слое выполнено в [16]. Впервые показано, что при нулевой температуре поверхности нейтральные вихри располагаются вблизи нее, а при нагреве, как в жидкости, всплывают в основную часть пограничного слоя. Растущие же вихри всегда располагаются вблизи поверхности, причем эти вихри являются наименее устойчивыми. [c.73]

Разработана теоретическая модель диффузии осесимметричного вихря в потоке газа. Проанализирован процесс заполнения газом вакуумного ядра, образующегося при определенных условиях в начальном сечении вихря. Проведены численные расчеты течения и их сравнение с экспериментом. Получено асимптотическое представление решений на большом расстоянии от начального сечения. [c.106]

Формула (4.6) не содержит никаких параметров она не зависит ни от свойств газа, ни от условий формирования вихря. Это значит, что все вихри в любых газах, независимо от Моо, у, Рг в рамках рассматриваемой модели далеко вниз по потоку расширяются одинаково. [c.115]

Очень часто закрученные течения, особенно в каналах представляют собой свободно-вынужденный вихрь. Граница между ними для осесимметричных каналов представляет собой также осесимметричную условную поверхность раздела вихрей. В зарубежной научно-технической литературе такой составной закрученный поток принято называть вихрем Рэнкина. Разделительная фаница для вихря Рэнкина определяется радиусом разделения вихрей Tj. Для Tj <г< г, движение газа подчиняется закону потенциального вихря, а для области О < г < — закону движения вынужденного вихря. В 1 л. 1.2 приведены общие характеристики вихрей [44]. [c.24]

В этом случае при истечении газа из щели на ее кромках образуются первичные вихри. В дальнейшем при взаимодействии струи с клином, расположенным на оси симметрии струи, на клине происходит возбуждение звука с частотой, соответствую- [c.137]

Вопрос об осевой скорости вынужденного вихря в рамках рассматриваемой модели требует особого разъяснения. Истечение из вихревой трубы приосевого вихря осуществляется через отверстие в диафрагме, радиус которого < г . Таким образом, элементы газа, текущие в кольцевом канале г < г< г , должны где-то у стенки диафрагмы развернуться, деформируя профиль распределения осевой скорости (рис. 4.8). [c.197]

В связи с тем что из свободного вихря по его течению газ перетекает в вынужденный вихрь и затем истекает из отверстия диафрагмы, массовый расход газа по длине свободного вихря от сопла к дросселю уменьшается, что приводит к соответствующему уменьшению статического давления по длине свободного вихря. За счет перераспределения тепловой энергии при перетоке газа из свободного вихря в вынужденный в свободном вихре по его течению увеличивается его температура. Перетекающий из свободного вихря в вынужденный вихрь многокомпонентный газ приобретает в последнем пониженную температуру, при которой происходит конденсация некоторых компонентов. Образовавшаяся жидкая фаза отбрасывается центробежными силами в свободный вихрь, а газовая фаза истекает из отверстия диафрагмы. [c.161]

В зависимости от режима истечения из сопла исходного газа, т.е. в зависимости от числа М, находятся следующие параметры свободного вихря в сечении О-О тангенциальная скорость статическая температура Г но массовый расход При М < 1 1Ус ( - из (4.2.3), Г ,( - из (4.2.6), - из (4.2.10). При М = 1 И сиО - из (4.2.4), [c.162]

Микро- и макроструктур закрученного потока представлякгг особый интерес для понимания физического механизма процессов течения и тепломассообмена. На структуру турбулентного течения существенно влияют особенности радиального распределения осредненных параметров и кривизна обтекаемой газом поверхности. При этом поле турбулентных пульсаций при закрутке всегда трехмерно и имеет особенности, отличающие его от турбулентных характеристик осевых течений [16, 27, 155, 156]. Одно из основных и характерных отличий состоит в том, что в камере энергоразделения вихревой трубы наблюдаются значительные фадиенты осевой составляющей скорости, характеризующие сдвиговые течения. Эти градиенты наиболее велики на границе разделения вихря в области максимальных значений по сечению окружной составляющей вектора скорости. Приосевой вихрь можно рассматривать как осесимметричную струю, протекающую относительно потока с несколько отличной плотностью, и естественно ожидать при этом появления эффектов, наблюдаемых в слоях смешения струй [137, 216, 233], прежде всего, когерентных вихревых структур с детерминированной интенсивностью и динамикой распространения. Экспериментальное исследование турбулентной структуры потоков в вихревой трубе имеет свои специфические сложности, связанные с существенной трехмерностью потока и малыми габаритными размерами объекта исследования, что предъявляет достаточно жесткие требования к экспериментальной аппаратуре. В некоторых случаях перечисленные причины делают невозможным применение традиционных [c.98]

В.П. Алексеев и А.П. Меркулов пришли к выводу о перестройке вдоль камеры энергоразделения периферийного квазипотенци-ального вихря в вынужденный приосевой закрученный поток, вращающийся по закону, близкому к закону вращения твердого тела (т = onst) [13, 14, 115, 116]. Отмеченные исследования были проведены в 60-е годы и их основополагающие результаты, а также результаты зарубежных исследователей [227, 234, 237, 246, 255, 261, 265, 268] обобщены в монографиях [35, 94, 164]. В большинстве проведенных исследований измере аничивались лишь установлением качественных зависимостей распределения параметров по объему камеры энергетического разделения в виде функций от режимных и геометрических параметров. Сложность проведения зондирования в трехмерном интенсивно закрученном потоке определяется не только малыми размерами камеры энергоразделения, но и радиальным градиентом давления, вызывающим перетекание газа по поверхности датчика, а следовательно, искажающим данные измерений. В некоторых исследованиях [208] предпринята попытка определения расчетным методом поправки на радиальные перетечки с последующим учетом при построении кривых (эпюр) распределения параметров в характерных сечениях. Опубликованные данные порой имеют противоречивый характер и трудно сопоставимы, так как практически всегда имеются отличительные признаки в геометрии основных элементов и соотношении характерных определяющих процесс параметров. [c.100]

Анализ результатов траверсирования различными зондами объема камеры энергоразделения позволяет выделить следующие характерные особенности распределения параметров в вихревой трубе с дополнительным потоком. Как и в обычных разделительных вихревых трубах, работающих при ц 1, четко различаются два вихря — периферийный и приосевой, перемещающиеся в противоположных направлениях вдоль оси. Первый — от соплового сечения к дросселю, второй — в обратном направлении. Распределение параметров осредненного потока существенно неравномерно как по сечению, згак и по длине камеры энергоразделения. Радиальные градиенты статического давления и полной температуры уменьшаются от соплового сечения к дросселю, а их максимальные значения наблюдаются в сопловом сечении. Распределение тангенциальных и осевых компонент скорости качественно подобны для различных сечений, однако, количественно вдоль трубы они претерпевают изменения. Поверхность разделения вихрей в большей части вихревой зоны близка к цилиндрической, о чем свидетельствуют пересечения осевых скоростей для различных сечений примерно в одной точке оси абцисс Т= 0,8 (см. рис. 3.9 и 3.10). Это хорошо согласуется с результатами исследований вихревых труб с диффузорной камерой энер-горазцеления, работающих при ц < 0,8, и позволяет в составлении аналитических методик расчета вихревых труб с дополнительным потоком вводить допущение dr /dz = О, а радиус разделения вихрей Tj для этого класса труб считать равным примерно 0,8. Как и у обычных труб, интенсивность закрутки периферийного потока вдоль трубы снижается -> 0), а возвратное при-осевое течение формируется в основном из вводимых дополнительно масс газа, скорость которых на выходе из трубки подвода дополнительного потока имеет осевое направление. По мере продвижения к отверстию диафрагмы приосевые массы в процессе турбулентного энергомассообмена с периферийным вихрем приобретают окружную составляющую скорости. Затухание закрутки периферийных слоев происходит тем интенсивнее, чем больше относительная доля охлажденного потока. Опыты показывают, что прй оптимальном по энергетической эффективности [c.112]

Подчеркнем, что изложенные в 7 гл. VI теоремы основаны на определенных допущениях о свойствах среды и о характере процессов. Невыполнение с( )ормулированных при этом условий может привести к нарушению свойств потенциальности течений. Например, наличие вязкости может оказаться источником возникновения вихрей. В идеальном газе могут появляться поверхности разрыва скорости и нарушаться баротропность течения вследствие разрывов и т. д. [c.153]

Таким образом, в общем случае циркуляция скорости по замкнутому жидкому контуру изменяется с течением времени, т. е. вихри в идеальном газе могут как возникать, так и уничтожаться. Это имеет место, в частности, в области скачков уплотнения, где, как уже указывалось в предыдущем параграфе, процесс неадиабатический. Вне скачков уплотнения и при отсутствии теплопередачи между телом и газом процесс мо5кно считать адиабатическим и, следовательно, движение в идеальном газе—потенциальным. [c.351]

На рис. 6.5,1 показана схема продольных вихрей в поперечном сечении, соответствующая первой моде гертлеровской неустойчивости, что отвечает одному слою вихрей, располагающихся в слое сдвига струи. Согласно работе [31], поперечное сечение продольных вихрей может существенно отличаться от круговой формы, но этот вопрос пока не обсуждается и рассматривается простейший случай. Заштрихованная область соответствует ядру потока (в случае сверхзвуковой недорасширенной струи сжатому слою струи, располагающемуся между висячим скачком уплотнения и внутренней границей слоя смешения струи). Область слоя смешения занимают противоположно вращающиеся вихри, что ведет к выносу высоконапорного газа из внутренней части струи при значении азимутального угла Последнее регистрируется приемником полного давления как максимум давления при г = гх в зависимости (см. рис. 6.5, I). Втягивание внутрь слоя [c.168]

Если неравновесность вызвана отсутствием механического равновесия (P pF), поршень будет двигаться ускоренно. Быстрое движение поршня вызывает появление вихрей в газе, затухающих под действием внутреннего трения, в результате чего часть работы расширения опять превращается в теплоту б< тр. Работа против внешней силы снова получается меньше, а возрастание энтропии — больше, чем в равновесном процессе с тем же количеством теплоты 6д. [c.27]

Развивая положения гипотезы взаимодействия вихрей, в 1963 г. А.П. Меркулов и Ш.А. Пиралишвили предложили для повышения адиабатного КПД вводить в приосевую зону камеры энергоразделения со стороны дросселя дополнительный поток газа с промежуточным давлением Р <р Р . Предполагалась возможность существенного увеличения относительного расхода охлажденного потока ц при незначительном снижении эффектов охлаждения. В далшейшем предположения авторов, построен- [c.81]

Этот факт имеет достаточно прозрачное физическое объяснение. При неизменных геометрии трубы и степени расширения в ней увеличение ц достигается прикрьггием дросселя, т. е. уменьшением площади проходного сечения для периферийных масс газа, покидающих камеру энергоразделения в виде подогретого потока. Это равносильно увеличению гидравлического сопротивления у квазипотенциального вихря, сопровождающегося ростом степени его раскрутки, увеличением осевого градиента давления, вызывающего рост скорости приосевых масс газа и увеличение расхода охлажденного потока. Наибольшее значение осевая составляющая скорости имеет в сечениях, примыкающих к диафрагме, что соответствует опытным данным [116, 184, 269] и положениям усовершенствованной модели гипотезы взаимодействия вихрей. На критических режимах работы вихревой трубы при сравнительно больших относительных долях охлажденного потока 0,6 < р < 0,8 течение в узком сечении канала отвода охлажденных в трубе масс имеет критическое значение. Осевая составляющая вектора полной скорости (см. рис. 3.2,а), хотя и меньше окружной, но все же соизмерима с ней, поэтому пренебрегать ею, как это принималось в физических гипотезах на ранних этапах развития теоретического объяснения эффекта Ранка, недопустимо. Сопоставление профилей осевой составляющей скорости в различных сечениях камеры энергоразделения (см. рис. 3.2,6) показывает, что их уровень для классической разделительной противоточной вихревой трубы несколько выше для приосевых масс газа. Максимальное превышение по модулю осевой составляющей скорости составляет примерно четырехкратную величину. [c.105]

Модель Ньюмена, учитывающая чисто диффузионный механизм массоперепоса в газовой фазе, может быть применена только для очень маленьких газовых пузырьков, диаметр которых не превышает 0.3 мм. Согласно эксперимента.льным данным [841, в пузырьках газа диаметром более 0.3 мм существует развитое течение газа, представляющее собой вихрь Хилла (см. рис. 6). Рассмотрим модель массопереноса, учитывающую наличие циркуляционного течения внутри газовых пузырьков [82 ( (модель Кронига — Бринк). Будем считать, что Ре со. Перейдем в уравнении (6. 1. 1) с краевыми условиями (6. 1. 2) —(6.1.4) и замыкающими соотношениями (6. 1. 5), (6. 1.6) к криволинейной системе координат (рис. 74). Семейство координатных линий I здесь выбрано таким образом, чтобы оно с точностью до постоянного множителя совпадало с линиями тока [)р=соп81. Второе семейство координат ортогонально первому [c.239]

Модель радиальных потоков [ 10, 30-321 состоит в том, что за основу в вихревом течении принимается разделение двух потоков энергии потока кинетической энергии, направленного от центра к периферии, и потока тепла, направленного в противоположную сторону. Исходный газ в завихрителе термотрансформатора (см. рис. 6.1) создает интенсивный круговой поток, вращающийся по закону свободного вихря. По мере продвижения вдоль вихревого течения этот поток за счет сил внутреннего трения перестраивается в вынужденный вихрь, в результате чего происходит уменьшение круговых скоростей внутренних слоев и увеличение угловых скоростей внешних слоев. Это создает возможность перехода кинетической энергии от центра к периферии. В то же время за счет более высоких значений статической температуры у периферии вихря, по сравнению с центральными слоями, существует поток тепла, имеющий направление, противоположное кинетической энергии. Тепловой по гок по своей величине не в соетоянии компенсировать приосевым слоям потери кинетической энергии. Это и является основной причиной, объясняющей охлаждение центральных и нагрев периферийных слоев вихревого течения. Из модели Хилша-Фултона следует, что максимальный холодильный эффект будет иметь место возле дросселя термотрансформатора (см. рис. 6.1). Однако экспериментальные данные 6, Н, 9, 32, 37] указывают на максимум эффекта охлаждения ГЕОтока на выходе из диафрагмы. [c.158]

Теория взаимодействующих вихрей, в основе которой лежат представления о турбулентном переносе количества тепла и вещетва, находит применение в методиках расчетов параметров вихревых термотрансформаторов, работающих на воздухе и на многокомпонентных углеводородных смесях, какими являются нефтяные и природные газы. [c.160]

Предлагаемая модель многокомпонентного вихревого струйного течения отличается от базовой тем, что с целью определения расходных, динамических, температурных и других параметров, а также с целью определения максимальной эффективности процессов, происходящих в таком течении, она дополнена структурой вихревого струйного течения (рис. 6.3), в которой вынужденный вихрь имеет границу в виде формы параболоида вращения. Свободный вихрь также ограничен и имеет форму цилиндра, стенки которого сужаются в направлении максимального течения газа в свободном вихре. Между свободным и вынужденным вихрями располагается пограничный слой, состоящий из газа, перетекающего из свободного вихря в вынужденный. Описанная структура сосз оит из ячеек, в каждой из которых происходит энергоразделение в центробежном поле, сопровождающееся процессами конденсации компонентов, входя1цих в исходный газ, в вынужденном вихре и испарения и свободном вихре. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...