Условие устойчивости движения вихревых

В вихревых топках, называемых также циклонными, осуществляется устойчивое движение вращающегося воздушного потока, в котором находятся во взвешенном состоянии кусочки каменного угля размером от 0,5 до 5 мм. Большая скорость движения частичек топлива обеспечивает лучшие условия подвода кислорода к ним и более полное и быстрое их сгорание. [c.161]

Для экспериментальных исследований создавались все более мощные сверхзвуковые трубы, в конце 40-х годов стал применяться новый тип труб — ударные трубы (первые эксперименты проведены в США в 1949 г.), получившие всеобщее признание в 50-х годах. Усовершенствование оптического метода позволило получать более четкие картины течений, проследить процесс появления скачков уплотнения, уточнить структуру течения. Экспериментальные исследования в значительной мере способствовали выяснению причин появления скачков уплотнения, условий устойчивости ударных волн, структуры ударной волны, характера взаимодействия скачков, характера потока за скачком. Эти вопросы подверглись и теоретическому изучению. В 1939 г. А. Е. Донов предложил аналитическое решение задачи о вихревом сверхзвуковом течении. Он исследовал такое течение около профиля, рассматривая некоторые комбинации дифференциальных уравнений характеристик, а также выражения для дифференциала функции тока. Затем А. Ферри (1946) с помощью метода последовательных приближений определил систему характеристик уравнения движения для вихревого сверхзвукового течения, составленного Л. Крокко в 1936 г. Пример точного решения плоской вихревой задачи газовой динамики привел И. А. Кибель (1947), это ре- [c.326]

Устойчивость движения электролита в межэлектродном пространстве имеет большое значение. Сравнение поверхности деталей, обработанных в условиях с неустойчивым движением электролита, с поверхностью тех же деталей, обработанных в условиях с устойчивым движением электролита, дает право заключить, что одним из важных этапов в проектировании и отладке процесса является обеспечение устойчивого движения (желательно ламинарного или турбулентного с вихревым движением, но с высокими частотами возникновения вихрей во времени и пути). [c.49]

Профили скорости, рассчитанные теоретически, показаны на рис. 9.11 уже при небольших числах Ra возникает возвратное движение вблизи стенки трубы. При числе Ra = 187 теоретическое решение теряет смысл, поскольку знаменатель обращается в ноль, что означает отсутствие решения для данных граничных условий. Опыт, однако, показывает, что уже при меньших числах Ra рассматриваемое течение теряет устойчивость. Подобная конфигурация профиля скорости, видимо, приводит к образованию вихрей, вытянутых вдоль оси трубы и имеющих поперечный размер порядка радиуса трубы. Это приводит к сильному росту эффективной теплопроводности, особенно в осевом направлении. Вихревой перенос оказывается при этом пропорциональным произведению wR, а число Nu — пропорциональным числу Ре. Это иллюстрируется на рис. 9.12 результатами работы [22]. [c.220]

Энергетические барабанные паровые котлы, как правило проектируются на давление в барабане 15,5 МПа. При высоком давлении уменьшается разность плотностей воды и пара и падает кратность циркуляции, поэтому необходимо проверять контур на минимально допустимую кратность. Блочная компоновка ТЭС усложняет условия работы контуров естественной циркуляции, так как и возмуше-ния со стороны турбин будут непосредственно отражаться на работе испарительных экранов котла. Поэтому и надежность циркуляции при этих условиях должна быть повышенной. Увеличение единичной мошности парового котла и соответственно его габаритов может привести к возрастанию тепловых неравномерностей и снижению надежности циркуляции. В топках с высоким тепловыделением (например, вихревых), пониженным коэффициентом избытка воздуха (например, при сжигании мазута) при сжигании топлива под избыточным давлением существенно повышаются тепловые потоки на испарительные экраны. Надежность испарительных поверхностей нагрева обеспечивается лишь при непрерывном и достаточном отводе теплоты рабочим телом, что достигается при устойчивом и интенсивном движении потока пароводяной смеси в обогреваемых трубах при всех возможных эксплуатационных условиях работы котла. [c.184]

Турбулентность принадлежит к числу очень распространенных и, вместе с тем, наиболее сложных явлений природы, связанных с возникновением и развитием организованных структур (вихрей различного масштаба) при определенных режимах движения жидкости в существенно нелинейной гидродинамической системе. Прямое численное моделирование турбулентных течений сопряжено с большими математическими трудностями, а построение общей теории турбулентности, из-за сложности механизмов взаимодействующих когерентных структур, вряд ли возможно. При потере устойчивости ламинарного течения, определяемой критическим значением числа Рейнольдса, в такой системе возникает трехмерное нестационарное движение, в котором, вследствие растяжения вихрей, создается непрерывное распределение пульсаций скорости в интервале длин волн от минимальных, определяемых вязкими силами, до максимальных, определяемых границами течения. На условия возникновения завихренности и структуру развитой турбулентности оказывают влияние как физические свойства среды, такие как молекулярная вязкость, с которой связана диссипация энергии в турбулентном потоке, так и условия на границе, где наблюдаются тонкие пограничные вихревые слои, неустойчивость которых проявляется в порождении ими вихревых трубок. Турбулизация приводит к быстрому перемешиванию частиц среды и повышению эффективности переноса импульса, тепла и массы, а в многокомпонентных средах - также способствует ускорению протекания химических реакций. По мере накопления знаний о разнообразных природных объектах, в которых турбулентность играет значительную, а во многих случаях определяющую роль, моделирование этого явления и связанных с ним эффектов приобретает все более важное значение. [c.5]

В последние годы получают развитие вихревые топки. В них специальными мероприятиями создается устойчивый вихрь — круговое движение газовоздушного потока с топливом (кусочки угля 0,5—5,0 мм или такого топлива, как, например, фрезерного торфа, отходов пищевой, деревообрабатывающей промышленности, размером 5,0— 50 мм). Время пребывания частицы топлива в отличие от факельного процесса в этих топках не ограничено и продолжается до полного выгорания. Вихревые топки (типа так называемых циклонных топок) допускают высокую форсировку, что создает благоприятные условия для организации удаления шлаков в жидком виде. [c.137]

На крупных электростанциях получили развитие камерные топки с вихревым способом сжигания (рис. 4-15). Их называют также вихревыми топками. В них специальными мероприятиями создается устойчивый вихрь — круговое движение газовоздушного потока с топливом (кусочки угля 0,5—5,0 мм или фрезерный торф). В отличие от камерных топок в вихревых топках частица топлива находится в потоке до полного ее выгорания. Вихревые топки (их также называют циклонными топками) допускают высокую фокусировку, что создает благоприятные условия для организации удаления шлака в жидком виде. [c.86]

Движение точечных вихрей в круговой области. Характерной особенностью круговой области является возможность выполнить нулевые условия для нормальной составляющей скорости на границе, убирая окружность и добавляя к исходной системе п точечных вихрей дополнительные п вихрей. Они располагаются на продолжениях радиусов — векторов исходных, причем их радиусы связаны с исходными радиусами и радиусом круга а соотношением = а, а интенсивности равны и противоположны по знаку. Такая зеркальная инверсия позволяет рассмотреть многие интересные ситуации. И хотя такие задачи впервые рассмотрены на ранних этапах развития вихревой динамики [ 129, 1о9 ], в последнее время наблюдается устойчивый интерес к движению нескольких точечных вихрей в круговой области (90, 131, 153, 154 ]. Этот интерес связан с попыткой понять влияние границ на природу порядка и хаоса в динамике точечных вихрей. Не ставя целью охарактеризовать все полученные в этом направлении результаты многие из рисунков цитированных работ обладают не только научной, но и эстетической ценностью, показывая, как причудливо и красиво организовано упорядоченное движение двух вихрей ), дадим лишь общую постановку и приведем ряд любопытных данных, характеризующих специфические особенности движения при дополнительных ограничениях симметрии. [c.171]

Численным методом изучается течение вязкой несжимаемой жидкости между соосными цилиндрами, которые совершают равноускоренное вращение вокруг своей оси как твердое тело. Аналитическим методом строится одномерное нестационарное решение уравнений Навье - Стокса для случая, когда движение начинается из состояния покоя. На начальном участке времени одномерное нестационарное движение жидкости является неустойчивым. Вносимые в поток малые возмущения вызывают образование вторичных вихревых течений с компонентой скорости вдоль оси. Численным методом исследуется динамика возникающих неустойчивостей и их диссипация. Формулируется условие, определяющее размеры нестационарной области вторичных течений. Неустойчивый режим течения является переходным и с некоторого момента времени течение становится устойчивым. [c.52]

Если одномерное течение устойчиво, то конкретный выбор размера L не имеет значения, так как в этом случае одномерное движение воспроизводится при произвольном L. Если движение неустойчиво, то вычислительный эксперимент показывает, что при достаточно больших длинах L вдоль оси z образуется ячеистая периодическая структура потока. С точки зрения вычислительных затрат длину L удобно выбирать равной размеру отдельной ячейки, образующейся вследствие неустойчивости потока. Если длину L выбрать равной длине целого числа отдельных ячеек, то в области течения образуется соответствующее число вихревых ячеек. Если при фиксированном числе Рейнольдса длину L уменьшать, то с некоторых достаточно малых значений L одномерное численное решение становится устойчивым. Конкретное значение L выбиралось экспериментально из условия максимальной интенсивности вторичного течения. [c.58]

Многосопловая инжекционная горелка конструкции ЗИЛ со стабилизирующим конусом приведена на рис. 67. Конус и общая головка горелки охлаждаются водой, малый эквивалентный диаметр выходного сечения предотвращает проскок пламени, а созданное за конусом вихревое движение продуктов сгорания обеспечивает непрерывный поджог смеси. Стабилизация горения за счет конуса дает возможность работать без проскока и отрыва пламени в пределах давлений газа от 0,05 до 1,5 кгс/см при а = 1,05- 1,08. Данные о пределах устойчивой работы этой горелки получены для условий, когда площадь основания стабилизирующего конуса 180 [c.180]

На рис. 95 (см. вклейку) представлены сделанные в лабораторных условиях фотограммы различных стадий движения вихревого кольца, образовавшегося в результате падения капли воды ( подкрашенной перманганатом калия ) на свободную поверхность воды. Вначале формируется очень четкое вихревое кольцо. Через некоторое время за счет неустойчивости, связанной в первую очередь с отклонениями от равномерного распределения завихренности по всей длине кольца, на его поверхности образуются неоднородности в вил утолщений и утоньшений поперечного сечения. Первоначально круговая форма кольца становится синусоидальной. На более тонких участках кольца самоиндуцированная скорость движения возрастает. Эти участки вытягиваются вниз и на них образуются кольца меньших размеров. Такой процесс неоднократно повторяется и в конечном счете приводит к красивой гирлянде, устойчиво существующей в течение десятка минут. В спокойной воде резервуара эти гирлянды имели весьма [c.233]

В технологических схемах реагентного умягчения воды с осветлителями вместо вихревых реакторов применяют вертикальные смесители (рис. 20.5). В осветлителях следует поддерживать постоянную температуру, не допуская колебаний более 1°С, в течение часа, поскольку возникают конвекционные токи, взмучивание осадка и его вынос. Подобную технологию применяют для умягчения мутных вод, содержащих большое количество солей магния. В этом случае смесители загружают контактной массой. При использовании осветлителей конструкции Е. Ф. Кургаева, смесители и камеры хлопьеобразования не предусматривают, поскольку смешение реагентов с водой и формирование хлопьев осадка происходят в самих осветлителях. Зна-чительная высота при небольшом объеме осадкоуплотнителей позволяет применять их для умягчения воды без подогрева, а также при обескремнивании воды каустическим магнезитом. Распределение исходной воды соплами обусловливает ее вращательное движение в нижней части аппарата, что повышает устойчивость взвешенного слоя при колебаниях температуры и подачи воды. Смешанная с реагентами вода проходит горизонтальную и вертикальную смесительные перегородки и поступает в зону сорбционной сепарации и регулирования структуры осадка, что достигается изменением условий отбора осадка по высоте взвешенного слоя, создавая предпосылки для получения его оптимальной структуры, улучшающей эффект умягчения и осветления воды. Проектируют осветлители так же, как и для обычного осветления воды. [c.486]

В.ЧЗКОЙ жидкости. Рассуждения, приводящие к понятию установившегося течения жидкости, неубедительны. Теория идеальной жидкости с большим успехом применяется для расчета неустановившихся течений. Потенциальные течения жидкости, математически возможны, но они могут быть неустойчивыми. Вероятно, что беспорядочные вихревые движения в слсде, теоретически вводимые при изучении течения идеальной жидкости, мало отличающегося от потенциального течения (например, течения Кармана с бесконечными вихревыми дорожками), являются удовлетворительной математической моделью процессов, наблюдаемых при больших числах Рейнольдса. Следует считать, что задачи с симметричными условиями могут и не иметь устойчивых симметричных решений. Таким образом, парадоксы теории идеальной жидкости могут являться парадоксами топологического переуп-рощения и парадоксами симметрии [4], [c.64]

Течения неоднородных жид-0,5 1,0 костей (расслоение но плотности в вертикальном направлении). С влиянием центробежной силы при течении однородной жидкости ВДОЛЬ искривленной стенки в известной мере СХОДНО влияние изменений плотности в вертикальном направлении при течении ВДОЛЬ ПЛОСКОЙ горизонтальной стенки. Расслоение по плотности будет, очевидно, устойчивым,, если плотность снизу вверх уменьшается, и неустойчивым, если плотность снизу вверх увеличивается. Следовательно, если жидкость даже ПОКОИТСЯ, но нагревается снизу, то все же образуется неустойчивое расслоение, в котором возникают восходяш,ие и нисходя1цие вихревые образования, приводяш,ие при подходяш,их условиях к разделению горизонтального СЛОЯ жидкости на правильные шестиугольные ячейки типа пчелиных сот [ ],. [64] [109] При течении с устойчивым расслоением по плотности происходит торможение турбулентного перемешиваю1цего движения в вертикальном направлении, так как подъему более тяжелых частей жидкости, лежаш,их внизу, препятствует сила тяжести, а опусканию более легких частей, расположенных наверху, мешает гидростатическая подъемная сила. Если расслоение достаточно резкое, то торможение перемешиваю1цего движения может привести к полному затуханию турбулентности. Такое затухание турбулентности играет известную роль в некоторых метеорологических явлениях. Так, например, в прохладные летние вечера иногда можно наблюдать, как над влажным лугом при слабом ветре движутся клочья тумана с резко очерченными границами. Это показывает, что произошло полное затухание турбулентности ветра и слои воздуха скользят один по другому ламинарно,. без турбулентного перемешивания. В данном случае причиной особенно [c.472]

Устойчивая работа дискового пресса и его производительность зависят от равномерности питания и наличия вихревого движения пластицированного материала в заборно-пластицирующей зоне машины. Условия возникновения вихревого движения расплава еще не изучены. Вихревое движение достигается подбором температуры и формой вращающегося диска. [c.261]

Высота дымового облака и распределение его в стороны вависят от скорости ветра II времени движения облака. Че.м дальше прошло облако от источника дыма иа земле, тем больше его высота. На местности пересеченной, покрытой растительностью, а также в селениях, наряду о прямолинейным и равномерным воздушными течениями всегда имеются вихревые движения воздуха, которые в сильной мере влияют на высоту, ширину и устойчивость ды.мовых завес. Наиболее благоприятным метеорологическим условием для поднятия дымовых завес является ветер от 1, 5—5 м/сек. [c.403]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...