Граница сечения струи

В работе [3] наряду с указанной выше упрощенной схемой приводится более точная схема струи (рис. 7.1,6). Согласно этой схеме между начальным и основным участками имеется переходной участок, движение струи на котором определяется закономерностями, отличными от закономерностей, действующих на начальном и основном ее участках. Для струй как круглых сечений, так и плоских протяженность этого участка в среднем составляет /гп=1,5/1ц. Внешние границы сечения струи имеют излом и каждая из них образуется двумя прямыми. [c.59]

Генератор колебаний аэродинамический 21, 158 Гистерезис аэродинамический 181 Граница сечения струи 58, 78 Граничные условия для канала 401 Графики к расчету переходного процесса в проточной камере 291, 299 --— погрешностей при линеаризации 313 [c.503]

Особенностью свободной затопленной струи при турбулентном режиме течения является ее турбулентное перемешивание с окружающей неподвижной средой. По мере продвижения вперед струя увлекает за собой все большую массу неподвижной среды, которая тормозит течение на границе струи. В результате подторможенные частицы струи вместе с увлеченными ими частицами окружающей среды (присоединенной массой) образуют турбулентный пограничный слой, толщина которого по мере удаления от начального сечения непрерывно возрастает. При этом происходит непрерывное сужение центрального ядра струи (ядра постоянных скоростей) до полного ее исчезновения, а пограничный слой распространяется на все сечение струи. Таким образом, размывание струи сопровождается не только ее расширением, но и уменьшением скорости по оси (рис. 1.46). [c.49]

Если рабочая среда входит в аппарат через сравнительно небольшое отверстие, а специальные устройства для раздачи потока по всему сечению аппарата отсутствуют, то образуется свободная струя. При больших отношениях площадей сечения аппарата и входного отверстия Рк/Рц входящий поток даже в условиях ограниченного пространства практически близок к свободной затопленной струе (рис. 1.47, а), которая характеризуется приблизительно теми же соотнощениями, что и соотношения для струи, вытекающей в неограниченное пространство. Когда соотношение площадей такое, что стенки аппарата расположены к оси ближе, чем границы свободной струи, на определенном расстоянии от ее начала, струя деформируется, при этом значительно изменяется характер распределения скоростей. Форма струи в условиях ограниченного пространства аппарата еще больше усложняется в тех случаях, когда вход в аппарат осуществляется сбоку (изгиб струи, рис. 1.47, б) или в сторону, противоположную основному направлению потока внутри аппарата (радиальное растекание, рис, 1.47, в). Особенностью распространения струи в ограниченном пространстве является также неизменность общего расхода количество жидкости, входящей в аппарат, равно количеству жидкости, выходящей из него. Перед выходом жидкости из аппарата вся присоединенная масса отсекается от струи и возвращается обратно. Таким образом, вне струи во всем объеме аппарата осуществляется циркуляционное движение [c.53]

Наиболее простой случай струйного пограничного слоя имеет место при истечении жидкости с равномерным начальным полем скорости (wo) в среду, движущуюся с постоянной скоростью (Мн), так как при этом в начальном сечении струи толщина пограничного слоя равна нулю. Утолщение струйного пограничного слоя, состоящего из увлеченных частиц окружающей среды и заторможенных частиц самой струи, приводит, с одной стороны, к увеличению поперечного сечения, а с другой стороны, к постепенному съеданию ядра струи — области, лежащей между внутренними границами пограничного слоя. Принципиальная схема такого струйного течения изображена на рис. 7.1. Часть струи, в которой имеется ядро течения, называют начальным участком. [c.361]

Заканчивая рассмотрение одномерного метода расчета, заметим, что этот метод может быть применен нри расчете параметров газа в промежуточных сечениях струи, при построении границы струи, при истечении газа из конического сопла и при истечении в вакуум или среду с повышенным уровнем статического давления (Л < 1). [c.426]

Приняв, как ранее было указано, границу струи на всем ее протяжении, включая начальный участок, линейной функцией от X, или Ггр = а х, учитывая, что угол расширения струи—величина не постоянная, так как его величина зависит от структуры потока в начальном сечении струи, можно ввести некоторый коэффициент а, выражающий влияние структуры потока на угол расширения струи. Тогда радиус границы струи можно представить в виде [c.354]

Коэффициент йь как показывают многочисленные опыты, зависит от типа насадка и его геометрических размеров, от физико-механических свойств вытекающей жидкости и среды, от гидродинамического состояния потока в начальном сечении, т. е. от числа Рейнольдса, от условий на границе раздела струя—среда . [c.350]

При набегании струи в ограниченном пространстве на стенку (например, рис. 31, б) струя деформируется и в дальнейшем движется настильно, растекаясь по стенке в соответствии с закономерностями, выясненными ранее при рассмотрении удара струи о плоскую стенку. Двигаясь по стенке в ограниченном пространстве и встретив другую стенку, струя изменяет направление и т. д. При ударе о стенку максимум скоростей в сечении струи приближается к стенке, а скорость струи на границе ядра постоянной массы падает, вследствие чего вращение циркуляционных зон замедляется, а большее количество энергии струи затрачивается на трение о стенки и превращается в теплоту. [c.69]

Если исходить из отсутствия межфазного трения и особенностей истечения из сопла, можно полагать, что скорость и переносные турбулентные коэффициенты неизменны по сечению струи. Устранение вязкой области на внешней границе потока устраняет и мощный генератор турбулентности, имеющий место, например, на границе вязкого подслоя и турбулентного ядра в случае омывания твердой стенки. При таком подходе игнорируется влияние капиллярности. [c.185]

При этом режиме в струе за соплом образуются волны разрежения, взаимодействующие друг с другом и с внешней границей струи. Давление меняется вдоль оси и в поперечных сечениях струи. [c.158]

Для теоретической оценки гашения закрутки струи демпферной камерой использовалось решение задачи о распространении турбулентной закрученной струи в безграничном пространстве затопленном той же жидкостью по методу, предложенному Л.Г. Лойцянским. При такой оценке потери момента количества движения в закрученном потоке за счет трения о стенки демпферной камеры заменяются потерями момента количества движения вдоль оси закрученной затопленной струи в пределах ее границы, соответствующей постоянной массе в начальном сечении струи. При этом предполагается равенство расходов и коэф- [c.106]

В реальных топочных условиях втекающая струя и топочные газы имеют резко различную температуру. Температура струи намного ниже температуры продуктов сгорания, заполняющих топочный объем, и потому горячие топочные газы прогревают струю. На начальном участке, в зоне смешения газового топлива с горячими топочными газами, по мере приближения к наружным границам струи температура повышается, а концентрация кислорода и топлива уменьшается. Согласно закону Аррениуса повышение, температуры должно приводить к резкому увеличению скорости химической реакции, а согласно закону действующих масс понижение концентрации должно ее уменьшить. Вследствие более резко выраженного влияния температуры наибольшая скорость реагирования достигается в слоях, ближе расположенных к перифериен струи (линии АВ на рис. 7-2). Переход из области отсутствия или слабого химического реагирования (в ядре потока) в область активного реагирования (на периферии) сопровождается воспламенением, которое распространяется через все сечение струи в глубь факела. [c.101]

Следует отметить, что задачи, связанные с распространением затопленных струй, могут решаться применительно к двум различным схемам струйного пограничного слоя. Согласно одной из этих схем, увлекающее влияние струи постоянной массы распространяется бесконечно далеко в толщу окружающей жидкости, т. е. толщина струйного пограничного слоя бесконечно велика. В любо.м сечении струи продольная скорость течения по мере удаления от ее оси асимптотически приближается к нулю. Поэтому указанная схема получила название схемы асимптотического пограничного слоя или слоя бесконечной толщины. В другой схеме предполагается, что струйный пограничный слой имеет конечную толщину (схема пограничного слоя конечной толщины). Эти. на первый взгляд, различные схемы не противоречат одна другой, поскольку существенное влияние сил вязкости имеет место в ограниченной центральной области струй, где продольные скорости претерпевают значительные изменения в нормальном к оси струи направлении. Поэтому, проводя внешние границы струи по точкам, в которых продольные скорости составляют малую, наперед заданную, часть от максимальных в рассматриваемых сечениях скоростей, можно перейти от схемы асимптотического слоя к схеме слоя конечной толщины. [c.82]

Таким образом, расчет полуограниченной турбулентной струи может быть произведен в следующем порядке. По заданным начальным параметрам струи ио и Уо из формулы (133) находят длину х начального участка струи. С использованием графика (рис. 23, б) определяют изменение максимальной скорости Нм по длине основного участка. По формуле (101) вычисляют изменение толщины бс на основном участке, а затем толщины б струйного пограничного слоя. По полученным данным находят границы струи. После этого с использованием графика (рис. 23, в) строят продольные скорости в заданных сечениях струи. При этом величину /0,5 определяют из формулы (134). [c.90]

Граница циркуляционной зоны может быть определена из условия постоянства расхода в любом сечении струи постоянной массы, т. е. транзитной струи. Это условие записывается [c.101]

Границы турбулентной струи, вытекающей из сопла, строго говоря, не являются конечными, так как скорость течения, а следовательно, и скоростной напор в сечении струи по мере удаления от оси ее стремятся к нулю асимптотически. Однако для удобства границей струи можно считать поверхность, на которой скорость течения незначительна по сравнению со скоростью на оси струи в соответствующих сечениях (например, составляет 1—2% от последней). Границы струи, определяемые таким образом, очерчиваются, как следует из приводимых ниже данных, достаточно четко. [c.58]

Для получения данных о форме и размерах внешней границы струи и о распределении скоростей в сечениях струи был проведен анализ опытных характеристик, содержащихся в указанных ранее работах, а также были поставлены дополнительные опыты уже непосредственно со струйными элементами, предназначенными для использования в устройствах автоматического управления. [c.61]

Так как дальнейшее увеличение относительного расстояния решетки не влияет на характер распределения скоростей, а конструктивно нежелательно, оптимальное значение относительного расстояния, при котором поле скоростей получается наиболее равномерным (М л 1,2), ЯрШ = (Яр/Я )опт = 0,07н-0,15. Расчет показывает, что (Яр/Як)тт соответствует такому положению решетки, при котором она пересекает внешнюю границу входящей струи примерно на половине пути. Действительно, угол наклона внешней границы свободной струи круглого или п зямоугольного сечения = 8,5-н-12°. Следовательно, для половины пути горизонтальной [c.183]

В опытах Н. М. Тихоновой [134], проведенных на модели аппарата с отношением FJF,, = 39 и Яо = 25 (рис. 10.1, а), измерения скорости проводили с помощью пневмонасадки. По кривым / (рис. 10.1, б) видно, что границы свободной струи находятся в пределах аппарата до расстояния S = Si// o " 2,5. Площадь поперечного сечения струи F = Г, в данном случае составляет 0,5/ для сечения s = 15,6 и примерно совпадает с Гк в сечении s — 25. При дальнейшем продвижении струп, т. е. с увеличением s вследствие того, что дополнительному растеканию ее по сечению препятствуют стенки аппарата, происходит ее деформация и изменяется характер распределения скоростей. Это имеет место как при отсутствии каких-либо препятствий внутри аппарата (кривые 2, [c.268]

Как известно (гл. V), при осреднении неравномерного потока в общем случае могут быть сохранены неизменными только три его суммарные характеристики. Однако для сверхзвукового потока с постоянной но сечению температурой торможения, каким является начальный участок нерасчетной струи идеального газа при отсутствии смешения, можно найти такие средние значения параметров в поперечном сечении, при переходе к которым од-еовременно с высокой степенью точности сохраняются значения расхода, полной энергии, импульса и энтропии при неизменной площади сечения. Эти средние значения параметров газа в поперечных сечениях начального участка струи и будем вводить в уравнения неразрывности, энергии, импульсов. Совместные решения этих уравнений поэтому будут также относиться к средним значениям параметров, а определяемая отсюда площадь сечения будет равна действительной площади соответствующих сечений струи. Почти все основные свойства потока при таком одномерном рассмотрении не изменяются и оцениваются правильно. Утрачивается лишь одно существенное свойство течения, а именно равенство статического давления на границах струи и во внешней среде поэтому приходится условно полагать, что в каждом поперечном сечении потока существует некоторое по- [c.409]

В случае больших нерасчетностей (Л > 100) характерные линейные масштабы и конфигурации границы струи и контура висячего скачка уплотнения недорасширенной осесимметричной сверхзвуковой струи могут быть определены при помощи соотношений, предложепных в работе Н. Н. Шелухина ). Для расстояния от среза сопла до максимального сечения струи Хт и для максимального радиуса струи в этой работе получены следующие выражения [c.426]

Согласно новой теории Прандтля примем, что кинематический коэффициент е турбулентной вязкости в формуле Буссинеска т = ре duJdy постоянен в пределах поперечного сечения струи. Приближенность этого допущения почти очевидна, так как вблизи границы струи (при больших у) более естественно считать е -> 0. Тем не менее результаты, получаемые при допущении о незавн-симостн е от у, оказываются вполне удовлетворительными. Принятая гипотеза н условия размерности позволякуг заключить, что коэффициент е турбулентной вязкости можно выразить формулой [c.382]

Как уже указывалось, при соударении струй равных диаметров формоизменение струй характеризуется симметричным характером по отношению к плоскости, перпендикулярной плоскости угла встречи струй. Слившаяся струя, сначала принимающая в сечении форму эллипса, отношение большой и малой осей которого изменяется по мере удаления от места соударения, постепенно превращается в круглую и в дальнейше-vi движется как типичная свободная струя, причем для различных сечений этой слившейся струи сохраняется постоянство количества движения. При соударении свободных струй разных диаметров симметричный характер формоизменения нарушается и тем больше, чем больше угол встречи и соотношение диаметров соударяющихся струй. На рис. 9 для иллюстрации приведены полученные путем измерения скоростного поля границы слившихся струй, получившихся в результате соударения струй с с оо-и = 36,3 мм и 0 атак =24,1 мм ПрИ уГЛаХ встречи 20 и 30° и струй с оосн = = 48,0 мм. и /оатак = 24,1 ММ при угле встречи 20°. [c.41]

Сравнивая взаиморасположение кривых Ш= /(г) и U = f r), МОЖНО видеть, ЧТО значения и не превышают значения w ни в одном из участков поперечных сечений I, II и VI. В противоположность этому на некотором удалении от кратера горелки скорость распространения пламени увеличивается, так как уменьшается присос воздуха и появляются сечения (например, сечение IV), где u>w, так как кривые w=f r) и u = f r) пересекаются в двух точках сечения струи. Область, в которой >ш, отмечена на схеме штрихоокой. Границы этой области, в частности точку В, МОЖНО рассматривать как неподвижный, самопроизвольно образующийся (естественный) источ- [c.54]

Течение газа в косом срезе при сверхзвуковых скоростях истечения. Благодаря косому срезу в выходном сечении межлопаточ-ного канала может быть достигнута сверхзвуковая скорость потока. Если перепад давления в сопловом аппарате критический или меньше критического, то давление в узком сечении СА практически равно давлению на выходе из СА (/ р- . При перепаде давления больше критического рУр- > 1,85) в узком сечении СА устанавливается критическое давление Рт = ро/1,85, а в косом срезе происходит дальнейшее расширение газа, сопровождаемое увеличением скорости (М > 1) и поворотом потока. По аналогии работу косого среза можно сопоставить с работой расширяюш,ейся части сопла Лаваля, в котором одна граница струи является жесткой (выходной участок спинки лопатки), а другая свободной. Расширение сечения струи, необходимое для разгона сверхзвукового потока (в соответствии с уравнением профиля струи dflf == = (М — 1) dele) происходит за счет отклонения потока в сторону свободной границы струи. [c.154]

При дальнейшем понижении противодавления (еа<е ) струя становится сверхзвуковой. Переход через скорость звука совершается на линии звуковых скоростей AB DLH, которая идет от кромок отверстия и вдается в струю в виде язычка (рис. 8.5,в). Линия звуковых скоростей (поверхность перехода) по мере уменьшения еа деформируется и нриблилоется к выходному сечению отверстия. Деформация линии Mi=l объясняется перестройкой поля скоростей в выходном сечении и в последующих сечениях, связанной с отклонением от стенки и изменением кривизны граничных линий тока. Сверхзвуковые скорости достигаются вначале во внешней части струи (вблизи границы), а затем в ядре, что соответствует распределению скоростей в поперечном сечении струи. [c.213]

При сверхкритических перепадах давления в плавно суживающихся соплах переход от критической скорости вблизи выходного сечения к сверхзвуковой происходит в свободной струе за соплом. В этом случае кромка выходного сечения AAi (рис. 8.11,а) является источником возмущения звукового потока. За выходным сечением струя встречает давление среды ра<р, и, следовательно, в точках Л и Л1 давление меняется от р до Ра- В результате от кромки сопла распространяется волна разрежения AA Bi и А АВ. Первая граница ЛЛ, представляет собой характеристику, угол которой 01=90° последние по потоку характеристики ЛВ, и А В должны проходить в свободной струе под углом a2=ar sin I/M2 (М2 — число Маха, соответствующее еа= Ра(Ро)- Все промежуточные характеристики, а также ABi и AiB, являются криволинейными, так как волны разрежения из точек Л и Л1 в пределах струн пересекаются. Характеристики, попадая на свободную границу АВ и А В, вдоль которой давление постоянно, отражаются от нее с обратным знаком, и волна разрежения переходит в волну сжатия. В результате пересечения волн разрежения в струе образуется конус (клин) разрежения АОА (рис. 8.11,а), основание которого расположено в выходном сечении сопла, и конус сн атия DBB. В пределах конуса разрежения давление становится ниже давления среды ра- В пределах [c.220]

Определение внешних и внутренних границ слоя смешения на начальном участке струй воздуха, гелия и фреона проводилось по профилям скорости и концентрации, полученным в результате многократного прохождения датчиков в разных сечениях поперек струи. Выделение границ слоя смешения надежнее получается по пульсациям концентрации. Измерение пульсаций скорости не дает четкого положения границ слоя смешения, поскольку пульсации скорости генерируются пульсациями давления и за пределами турбулентной жидкости. Поэтому при определении границ воздушной струи она подкрашива- [c.568]

Условие отсутствия заметного изменения скорости струи на ее границе с паром вьшслняется только при малых относительных скоростях течеаия фаз. При больших скоростях трение струи о пар создает пограничный слой с сильно меняющимися скоростями. 3 таком слое коэффициент турбулентной теплопршодности становится переменным по сечению струи, и интенсивность теплообмена начинает резко возрастать. [c.385]

Действительная скорость истечения из отверстия с острыми кромками несколько меньше, чем получается по этой формуле. Дело в том, что как бы мало ни было отверстие, скорости в струе в сечении 22 распределены неравномерно на границах струи скорость максимальная, на оси — минимальная. Давление же, наоборот, минимальное на границах струи (оно здесь приблизительно равно атмосферному давлению) и нарастает при приближении к оси струп. Скорость, определяемая последней формулой, соответствует атмосферному давлению р , т. е. является максимальной скоростью в сечении струи. Действительная же скорость истечония представляет собой некоторую [c.67]

Задвижка. Для простой плоской односторонней задвижки, установленной на трубе круглого поперечного сечения, коэффициент потерь зависит от степени перекрытия сечения трубы, которая характеризуется отношением aid (рис. 9.14). При обтекании такой задвижки такн е происходят сужение, а затем расширение потока, отрыв потока от стенок и образование водоворотной области. На границе транзитной струи происходят интенсивное вихреоб-разованне и пульсации скорости. Отношение площади ип, перекрытой такой задвижкой, к площади сечения трубы определяется по формуле [c.196]

При истечении в неподвижную однородную жидкость (рис. 12.1) струя постепенно расщиряется. Считается, что в начальном сечении струи плоская эпюра скоростей прямоугольная. На границе струи с окружающей неподвижной жидкостью образуются вихри, поверхность струи по грани-, цам взрыхленная . Осредненные очертания границ струи прямолинейные. На границе и вблизи нее формируется струйный пограничный турбулентный слой. [c.239]

На рис. 7.3, а представлены характеристики изменения скорости V по сечению струи (5 —расстояние от оси струи, м) для различных значений Н, полученные Трюпелем для струи круглого сечения при с о = 90 мм. На рис. 7.3,6 представлены аналогичные характеристики, полученные Фертманом для щелевого сопла длиной 650 мм при 0 = 30 мм. На рис. 7.3, в и г приведены характеристики изменения скоростного напора рс для двух различных сечений струи, вытекающей из сопла с о=137 мм. По этим характеристикам может быть подсчитан угол наклона границы струи. Если следовать схеме струи, представленной на рис. 7.1, а, то угол а/2 определяется из соотношения [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...