Вихрь разгонный

Итак, при обтекании крыла возникают два вихря разгонный и присоединенный. Подъемную силу создает присоединенный вихрь, причем величина ее на единицу длины крыла самолета определяется формулой (10.40), в которой Г обозначает интенсивность присоединенного вихря. По теории Жуковского, интенсивность вихря для крыла, имеющего профиль, показанный на рисунке 10.42, определяется формулой [c.307]

В соответствии с гипотезой Чаплыгина—Жуковского при плавном обтекании крыла поток обычно не огибает заднюю кромку, а сходит с нее (рис. 9.13, в). При этом скорости на острых задних кромках несущей поверхности конечны. Сход потока с таких кромок сопровождается образованием начального (разгонного) вихря и, как следствие, формированием свободных нестационарных вихрей, отделяющихся от присоединенных. Изменение интенсивности присоединенных вихрей вызывает сход с них пелены свободных вихрей, параллельных присоединенному вихрю. Эта вихревая пелена располагается на самой несущей поверхности и за ее пределами, сходя с задней кромки. Таким образом, в этом случае циркуляция по произвольному контуру, охватывающему сечение крыла, не равна нулю. [c.289]

Увеличение угла атаки (рис. 6.1.4,а) приводит к тому, что оторвавшийся на подветренной стороне поток 1 не попадает на поверхность тела. В непосредственной близости от места перехода носовой части в цилиндрическую поток разгоняется до сверхзвуковой скорости, возникает волна разряжения 2, формируется пограничный слой 3. Ниже по потоку образуется скачок уплотнения 4, за которым происходит отрыв и появляются два вихря 5 с противоположным направлением вращения (как и при обтекании длинных тел вращения под углами атаки [45]). Если удлинить иглу (рис. 6.1.4,6), то отрыв с образованием вихрей 5 будет происходить уже на подветренной [c.387]

Поток протекания / (рис. 3) и поток гидравлического торможения // имеют определенные поверхности раздела, которые изменяют свое положение при переходе от одного режима к другому. В области турбинных режимов кольцевой вихрь возникает только при малых открытиях направляющего аппарата на разгонных режимах кольцевой вихрь отсутствует лишь при больших открытиях направляющего аппарата наконец, в насосных режимах кольцевой вихрь существует во всей имеющей практический [c.272]

Разгонные режимы У, 2,, 3 и 4 отличаются наличием кольцевых вихрей на выходе из рабочего колеса, исчезающих лишь при больших открытиях направляющего аппарата. Момент, который возникает в результате взаимодействия лопастной системы с потоком протекания, расходуется на поддержание кольцевого вихря и преодоление моментов М , и М . Однако основным сопротивлением является момент М2, о гидравлического торможения. [c.274]

Оторвавшаяся от пограничного слоя струи капля в момент отделения имеет скорость, близкую к 0. Выше показано, что в осевом направлении капля весьма быстро разгоняется до скорости, близкой к скорости парового потока. В то же время при отбрасывании капли на стенку решающую роль играют вихри, образующиеся в кормовой части струи, а также радиальная составляющая динамического воздействия парового потока, обусловленная несимметричностью капли. В этом случае радиальная составляющая скорости будет иметь значительно большую величину, чем это следует из уравнения (11). Вследствие сложения рассмотренных сил, действуюш,их на каплю, она попадает на стенку под острым углом. Это подтверждается кавернами, которые имеют профиль, схематично показанный на рис. 2. В осевом направлении край каверн (второй по ходу пара) более крутой. Очевидно, что механическое воздействие мелкодисперсной влаги тем заметнее, чем больше скорость соударения капли со стенкой. В [2] показано, что уже при скорости капли, равной 125 м/с, возможен эрозионный износ. [c.98]

Рис. 15-15. Развитие циркуляции вокруг крыла, а — потенциальное течение б —течение реальной жидкости б — течение реальной жидкости при образовании начального (разгонного) вихря г обтекание крыла при срыве потока.

В сущности подъемная сила возникает из-за того, что давление на верхней поверхности крыла в среднем меньше, чем давление на его нижней поверхности. На крыле конечного размаха эта разница в давлениях должна исчезать у концов крыла, так что сверху и снизу имеют место поперечные градиенты давления противоположных знаков. Результатом является тенденция к возникновению на обеих поверхностях поперечных течений таких, что жидкость с нижней стороны крыла перетекает у его концов (торцов) па верхнюю сторону. Это поперечное течение приводит к возникновению концевых ( свободных ) вихрей, сбегающих с концов крыла, как показано на рис. 15-18. Фактически поперечное течение создает пелену свободных вихрей вдоль всего размаха крыла, но этот эффект наиболее резко выражен у концов крыла. Простой моделью крыла конечного размаха является вихревая система, в которой концевые свободные вихри соединяются с присоединенным вихрем крыла и с разгонным вихрем далеко вниз по потоку, образуя контур постоянной циркуляции. [c.415]

Разгонный вихрь, едва образовавшись, отрывается от крыла и уносится потоком, на его месте появляется новый разгонный вихрь, а вместе с ним и новый присоединенный вихрь. Таким образом, окружное движение вокруг крыла постоянно сохраняется за счет отрыва разгонных вихрей. [c.308]

Опишите общую картину обтекания крыла самолета. Что называют разгонным и присоединенным вихрями Поясните механизм образования разгонного вихря и укажите направление его вращения. По какой причине образуется присоединенный вихрь Каково окружное движение присоединенного вихря Объясните появление подъемной силы крыла самолета. Почему подъемная сила зависит от угла атаки Как изменяется подъемная сила при увеличении угла атаки Как при этом изменяется лобовое сопротивление Что такое поляра крыла и как по ией определить угол атаки, при котором качество крыла W наибольшее [c.312]

Вихри и связанное с ними циркуляционное потенциальное течение возникают всегда в результате образования поверхностей раздела. Все потенциальные течения являются результатом давления, передаваемого на жидкость ограничивающей ее стенкой или находящимся внутри нее телом. Циркуляционное течение возникает главным образом в том случае, когда внутри жидкости имеется поверхность, одна часть которой испытывает некоторое время давление, а другая, соседняя, часть не подвергается давлению. Примером может служить образование вихревого кольца около отверстия в стенке (рис. 45) стенка испытывает давление слева и отвечает равным противодействием, в то время как отверстие не подвергается давлению. Другим важным примером является движение крыла самолета, когда площадь, находящаяся непосредственно под крылом, некоторое время нагружена весом самолета, а продолжение этой площади за пределами крыла не подвергается в это время никакому давлению. В конце 7 мы упомянули, что из поверхности раздела, возникающей позади крыла, образуются два вихря, сбегающие с концов крыла (см. рис. 46). Кроме того, в начальный момент движения, при разгоне крыла, образуется вихрь, изображенный на рис. 66. Этот начальный вихрь вместе с боковыми вихрями образует одну общую, обычно несколько размытую вихревую нить. Само [c.112]

Фиг. 5.22. Кавитация в разгонном вихре за ускоренно движущимся диском [-38].

Вихрь, который образуется у задней кромки крыла в начальный момент движения, называется начальным пли разгонным вихрем. [c.307]

На первый взгляд образование разгонного вихря как будто противоречит теореме Томсона. В самом деле, в начальный момент [c.307]

Это кажущееся противоречие с теоремой Томсона разъясняется, если мы вспомним, что при возникновении разгонного вихря изменяется вся картина течения жидкости вокруг профиля и, в частности, смещается вдоль его контура задняя критическая [c.307]

Фиг. 127. Разгонный вихрь, образующийся за крылом в начальный период движения.

Теорема Томсона позволяет в данном случае заключить, что при образовании разгонного вихря в начальный момент движения вокруг профиля крыла возникает циркуляция скорости, равная по величине циркуляции вокруг разгонного вихря и обратная ей по знаку (фиг. 128,б). Только при возникновении такой циркуляции вокруг профиля может остаться равной нулю циркуляция скорости по взятому вначале жидкому контуру. [c.308]

Фиг. 128. Образование циркуляции по контуру, охватывающему профиль крыла при отходе разгонного вихря.

Фиг. 129. Разгонный и остановочный вихри крыла. Крыло было приведено в движение и затем остановлено.

Известно, что на разгон некоторой массы с помощью сил трения следует затратить энергию, равную удвоенной величине кинетической энергии разогнанной массы. Такую энергию отдает колесо в меж-лопастном канале, разгоняя массу жидкости в объеме вихря. Разрушение вихря также сопряжено с затратой энергии, которая в данном случае равна кинетической энергии вихря. [c.166]

Неустойчивость разгонного вихря [c.357]

Что касается самого первого вихря, то он должен заменять разгонный вихрь, сформировавшийся за время М. Здесь предлагается определять его координаты из следующих условий должен выполняться закон изменения вихревого импульса (6.46) скорость, индуцируемая на кромке пластины первым сошедшим вихрем, должна иметь только продольную ненулевую компоненту (т. е. вихрь располагается над кромкой). [c.361]

Рис. 6.14. Развитие возмущений в разгонном вихре частота возмущения / = 25/7, где Т - расчетный интервал формирования вихря. Точки соответствуют центрам вихревых частиц. Штриховая линия - интерполяция формы вихревой пелены

Рис. 6.16. Зависимость амплитуд развивающихся возмущений в разгонном вихре от автомодельной переменной

Рис. 6.17. Развитие неустойчивости разгонного вихря при возбуждении частот/ 25/Г и 12,5/7

Опыты показали, что мощные вихри образуются на конце разгонной трубы, в нижней части колпака, у стенок очистительной камеры, в области между колпаком и сепаратором и в сепараторе. Лишь в последнем вихревое движение потоков является полезным, так как способствует сепарации материала. В остальных случаях образование вихрей увеличивает расход энергии на регенерацию. В очистительной камепе Д1"и-жение воздуха вверх имеет место в основном у самых ее стенок, а не, как принято считать, по всему сечению очистительной камеры. Следовательно, скорость воздуха у стенок очистительной камеры гораздо выше, чем предполагалось. Ее величины достаточно для захвата крупных частиц и уноса их из очистительной камеры, в связи с этим необходима установка воздушного сепаратора для отделения унесенных частиц материала. [c.125]

Известные в настоящее время данные о структурах спутных следов при отрывном обтекании тел относятся в основном к двум крайним случаям — начальному, связанному с образованием разгонных вихрей, и предельному, имеющему характер вихревых дорожек [1.11,1.12, 2.18, 2.20, 2.26, 2.29]. Е. П, Визелем был поставлен специальный эксперимент в гидролотке в целях изучения динамики всего процесса формирования сиутного следа в различных случаях отрывного обтекания пластин. [c.96]

При внезапном ускорении тела в жидкости за ним образуется след с очень интенсивным разгонным вихрем, в центре которого также образуется каверна. Хупер [38] фотографировал развитие кавитации за ускоряющимися круглыми дисками. На фиг. 5.22 и 5.23 представлены два случая воздействия одного и того же импульса при разных значениях абсолютного давления в воде. На фиг. 5.22, б кавитация начинается в разгонном вихре и имеет вид тороидального кольца в следе за диском (который движется вниз). Кавитация развивалась также на поверхности диска, где давление понижено. Схлопывание таких больших кавитационных зон сопровождается интенсивным шумом. Этот принцип был использован в источнике звука Эдгертона [18]. При низком статическом давлении кавитация возникает, по-видимому, на краю диска в зоне действия напряжений сдвига, где происходит отрыв потока (фиг. 5.23, б). Она быстро [c.217]

В 6-й главе дано представление о вихревых методах расчета течений. Изложены механизмы взаимодействия вихрей. Продемонстрированы возможности вихревых методов при моделировании нелинейной стадии развития неустойчивости в сдвиговых течениях — в классическом слое сдвига, в разгонном вихре и в следе за пластиной. Предложена модедн, возникновения прецессии вихря в цилиндрической трубе. [c.14]

Более сложным объектом для изучения развития неустойчивости является сдвиговое течение, возникающее при обтекании кромки пластины потоком, не пара.1лельным пластине, или при обтекании клина. Характерная осо-бен1юсть такого течения - нестационарность на кромке образуется растущий разгонный вихрь. [c.357]

В качестве идеализированной задачи о разгонном вихре рассмотрим отрывное обтекание кромки полубесконечной пластины невязкой несжимаемой жидкостью, развивающееся из состояния гюкоя. Пусть на комплексной плоскости пластина занимает отрицательную вещественную полуось ifu z) < О, Im(2 ) = 0. Главный член комплексного потенциа ча безотрывного обтекания пластины имеет вид [Pullin, 1978] [c.357]

Заметим, что система уравнений (6.44), (6.45) аналогична системе (6.29), (6.30). В работах Никольского [1957] и Pullin [1978] показано, что эта система имеет автомодельное решение, если g t) = Образующийся при этом разгонный вихрь оказывается геометрически подобен самому себе в различные моменты времени. [c.358]

Типичная картина формирования на острой кромке вихревой спиралевидной структуры для автомодельного течения с показателем т = 1 представлена на рис. 6.13. Здесь точки означают центры вихревых частиц. Как видно, разгонный вихрь представляет собой гладкую спиралевидную структуру. Вместе с тем многочисленные эксперименты [Ван-Дайк, 1986 Pier e, 1961 [c.361]

Рис 613 Форма разгонного вихря в случае автомоделыю о течения с показателем т-1. [c.362]

Расчеты отрыВ1Юго обтекания полубесконечной пластины выполнялись при введении в течение контролируемых возмущений па заданной частоте. В частности, изучалось влияние вибрации кромки и самой пластины, различных внешних полей (в том числе акустического), наличия фотювых возмущений. Показано, что эти возмущения преобразуются в вихревые, которые и вызывают затем развитие неустойчивости в разгонном вихре. [c.362]

Отличие в постановке задачи от рассмотренного вьппе певозмущенпого разгонного вихря заключается лишь в комплексном потенциале впепшего безотрывного течения W (2, i). В самом деле, находя асимптотику потенциала возмущенного течения в окрестности кромки, получим [c.362]

Проведенные численные эксперименты показали, что характер развития неустойчивости в разгонном вихре нри всех перечисленных типах возмущений (с потенцишюм типа (6.53) и функцией q(z) = i-Jz или q z) = z) качественно одинаков. На рис. 6.14 представлена картина течения в последовательные моменты времени при т = 1, q(z) = i fz, h(t) = sin 2ntjx, 7 = 25т. Форма вихря в момент времени t = 25т, рассчитанного без введения возмущений, приведена на рис. 6.13. [c.363]

Хорошо видно, что амплитуда развивающегося возмущения завихренности 1ю мере удаления от кромки пластины быстро нарастает. Это приводит к образованию на спирали разгонного вихря мелких вихревых структур. Такая картина развития неустойчивости качественно хорошо согласуется с экспериментально наблюдаемой [Pier e, 1961]. Фотография теневой картины отрывного обтекания профиля, движущегося с постоянным ускорением, из упоминаемой работы приведена па рис. 6.15. Возмущения в опытах вызваны, по-видимому, вибрацией профиля, связанной, в свою очередь, с несовершенством механизма привода. [c.363]

Рис. 6.15. Развитие неустойчивости в разгонном вихре, наблюдаемое в эксперименте Р1егсе, 1961]

Чтобы получить количественную информацию об этом процессе, необходимо проанализировать спектральный состав развивающихся возмущений. Ситуация осложняется тем, что невозмущенное течение также нестационарно, и здесь не применима обычная теория устойчивости. Можно, однако, воспользоваться свойствами автомодельности разгонного вихря. В автомодельной переменной [Pullin, 1978] Х = 1-Г/Г7-( ) геометрия вихревой пелены [c.365]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...