Вихревой след

Объяснение влияния концентрации простой неточностью в определении числа Рейнольдса, которое учитывает уменьшения относительной скорости частицы, недостаточно. На рис. 5-8 пунктиром нанесена линия, которая показывает, что падение Ub. /чв в изученных условиях весьма невелико. По-видимому, основной физической причиной снижения истинной интенсивности теплообмена с увеличением концентрации может явиться нарастание стесненности движения частиц. Помимо ранее отмеченных следствий этого явления, следует также указать на возможное нарушение поля концентрации на возрастание неравномерности обтекания частиц на эффект выравнивания частицами поля скоростей потока, возможное гашение его турбулентности. Что касается перекрытия вихревого следа одной частицы другой, то это также является следствием нарастающей с увеличением р стесненности. [c.171]

В некоторых случаях, чтобы воспроизвести истинные условия обтекания отдельных деталей того или иного объекта, испытуемых в аэродинамических (гидродинамических) трубах или иа специальных стендах, требуются профили скорости специальной формы. (Например, при испытании отдельных элементов электрофильтров, батарейных циклонов, котлов, гребных винтов, помещаемых в вихревом следе за судном, н т. д.). Необходимые профили скорости в этом случае могут быть также созданы с помощью решеток, но специальных форм. [c.11]

Рис. 5.2.1. Коэффициент сопротивления шара п длина вихревого следа s в функции от

Бесциркуляционная схема обтекания используется и для изучения течения около несущей поверхности в отсутствие поступательной скорости, а также при движении сильно вытянутых тел в несжимаемой жидкости или при малых скоростях полета, когда вихревой след за задней кромкой не образуется. В соответствии с этим вихревой слой, моделирующий несущую поверхность, можно представить в виде вихревой системы, состоящей из комбинации замкнутых вихревых шнуров постоянной интенсивности вдоль шнура (рис. 9.14, а). [c.289]

При бесциркуляционном обтекании вихревой след за крылом отсутствует и условие (9.110) отпадает. В этом случае должно быть выполнено требование о равенстве нулю циркуляции по любому замкнутому контуру, охватывающему произвольное сечение крыла [c.290]

Общий случай обтекания летательных аппаратов, к которому применим рассматриваемый метод, характеризуется тем, что след от крыла не должен взаимодействовать с оперением. Этот метод может также использоваться для оперенных корпусов, за которыми вихревой след не образуется и течение среды вне тела принимается потенциальным. [c.155]

Вращающиеся вихревые потоки, имеющие место в неограниченной среде, например вихри, срывающиеся с дельтаобразного крыла самолета, часто имеют одну особенность, напоминающую гидравлический прыжок в трубах. В некотором сечении такого вихревого следа существует внезапный переход к другому состоянию движения, как бы распад или взрыв. [c.80]

Помимо потерь трения, в число профильных потерь входят еще кромочные. Это потери энергии на выходе потока из каналов решетки. Они называются кромочными, так как происходят из-за взаимодействия срывающихся с кромок лопаток пограничных слоев (вихревые следы) с ядром потока в пространстве за решеткой. [c.243]

Опытные характеристики холодильника (рис. 2.9, б) подтверждают возможность получения мелкодисперсной капельной структуры и варьирования диаметрами капель в пределах к=0,1-т-1 мкм изменением расхода и температуры охлаждающей воды при небольших влажностях. Диапазон размеров капель может быть существенно расширен, если использовать форсуночную (крупнодисперсную) влагу, которая интенсивно дробится в вихревых следах пластин холодильника. В это.м случае в зависимости от параметра s = sjl (s— расстояние между пластинами, рис. 2.9, а) и влажности можно получить различные функции распределения. С изменением дисперсности одновременно меняется и интенсивность турбулентности за холодильником (рис. 2.9, в). В этой связи возникает вопрос о расстоянии между холодильником и исследуемой моделью. Как показали опыты, выравнивание поля скоростей и равномерное распределение жидкой фазы и степени турбулентности по сечению достигаются на значительном расстоянии за холодильником. [c.37]

Другой механизм конденсации при дозвуковых скоростях связан с периодической нестационарностью и высокой турбулентностью потока в проточной части турбины, обусловленными взаимодействием решеток. Влияние решетки на последующую выражается прежде всего в том, что вихревые следы первой попадают в каналы второй. При этом возникают волны сжатия и разрежения в каналах второй решетки и совместно с дискретными вихрями следа VI создают в них благоприятные условия для возникновения жидкой фазы (рис. 3.3,г). В каналы предшествующей (первой) решетки распространяются волны от собственных вихревых следов, а также от входных кромок последующих лопаток. Чередующиеся волны сжатия и разрежения, а также вихревые следы служат генераторами интенсивной турбулентности в межлопаточных каналах и, следовательно, генераторами жидкой фазы. [c.76]

Кризисное возрастание Ар о наиболее отчетливо продемонстрировано в вихревых следах за пластинами. Из рис. 3.11 следует, что экстремальные значения Ар о достигаются при Aso l на любом удалении от кромки в пределах начального участка (х=0- 7) для скругленной и плоскосрезанной кромок, причем наибольшие значения Ар о установлены в сечениях х Ъ на оси следа для скругленной кромки. Известно, что примерно на таком расстоянии от кромки скорость продольного движения и циркуляция скорости Е каждом вихре достигают максимальных значений. [c.87]

Появление крупных капель в вихревых следах вызывает заметное увеличение амплитуд пульсаций (рис. 3.11, а, Я о<1,02), затем Ар о уменьшаются, и далее с ростом г/о пульсационный процесс стабилизируется на высоком уровне значений ApV [c.89]

Исследование нестационарного вихревого следа на нено впервые В. М. Леоновым. [c.108]

Рис. 3.24. Схема (a), коэффициенты давления за выходной кромкой в зависимости от влажности i/o и формы кромок (б) и характеристики вихревого следа за выходными кромками в зависимости от степени влажности, расхода влаги в пленку (в) и расстояния от кромки (г) М[ = 0,8 (опыты К. Г. Георгиева,

Структура вихревых следов в квазистационарном потоке за решеткой характеризуется 1) безразмерной шириной а=Оа ъ1 Ь, где До,5 — ширина следа в сечении, отвечающая значению 0,5iA/5oi= = (Poi—Рш)/2 (рис. 3.24,о), Ь — хорда профиля (или длина пластины) 2) коэффициентом неравномерности поля полных давлений Аро= (Pai—P0M)/(P0—Pi), где рои Рш, Ро —давления торможения за решеткой в ядре потока, на оси следа и в невозмущенном потоке (перед решеткой) pi — статическое давление за решеткой 3) коэффициентом неравномерности поля скоростей Ин = = (uq— м)/ио- Опыты показали, что характеристики следа зависят от структуры парокапельного пограничного слоя. Возможны два случая парокапельный слой без пленки и с пленкой. В первом —. для заостренных кромок 1 и 2 увеличение влажности приводит [c.109]

Приводимые в настоящем параграфе характеристики вихревых следов за кромками получены инерционными зондами. Для заключения о рациональной форме выходной кромки следует привлечь данные, подтверждающие, что скругленная кромка создает более высокое разрежение (рис. 3.24,6) и более интенсивные пульсации параметров, чем плоскосрезанная (см. 3.2). Дисперсные характеристики плоскосрезанной кромки также оказываются более бла- [c.110]

Проанализируем распределение скоростей в вихревом следе. Универсальный профиль скорости, как известно, описывается формулой Г. Шлихтинга. [c.115]

Для основного участка вихревого следа парокапельной структуры удовлетворительно подтверждается формула А. С. Гиневского [c.115]

Здесь а — полуширина вихревого следа (рис. 3.24,а) коэффициент /< у = 0,6 для тонких (Дкр<0,1) и Ку = —0,6—-для толстых (Акр> >0,15) кромок (0,01-ьО, 12) (Акр/й) 0,05+1,5(А.ф). [c.116]

Структурные исследования вихревых следов за выходной кромкой и обобщение опытных данных позволяют оценить кромочные потери на влажном паре по формуле [c.116]

Рассматриваемые результаты имеют принципиальное значение, так как показывают, что добавки ОДА в парокапельный поток низкой степени дисперсности в основном воздействуют на размеры крупных капель и вихревые следы за каплями и уменьшают их скольжение. Следует учитывать также, что в связи со снижением поверхностного натяжения в присутствии ОДА капли имеют более обтекаемую форму и коэффициенты сопротивления снижаются, так как точки отрыва паровой фазы смещаются по потоку, что особенно резко проявляется в ядре течения. В меньшей степени эти эффекты наблюдаются в пограничном слое, где коэффициенты скольжения в среднем выше, чем в ядре потока. Кроме того, вращение капель в пограничном слое изменяет структуру вихревого следа за каплями. [c.303]

К изложенному следует добавить, что введение ОДА в зону влажнопарового вихревого следа за пластиной сильно меняет пульсационные характеристики полного и статического давления в зоне небольшого перегрева при переходе через состояние насыщения и в области влажного пара амплитуды пульсаций интенсивно снижаются (рис. 9.6). [c.303]

Весьма важно обнаруженное в опытах МЭИ снижение интенсивности пульсаций в тех областях потока, где возникают параметрические резонансы, и, в частности, в вихревом следе. Как следует из рис. 9.6, введение ОДА в поток, обтекающий пластину, привело к более чем двухкратному снижению амплитуд пульсаций на рас- [c.303]

Рис. 9.6. Распределение пульсаций полного давления вдоль оси вихревого следа за пластиной со скругленной выходной кромкой при переходе через состояние насыщения при Mi =0,65 Rei=ilO (опыты В, М. Леонова, МЭИ)

Таким образом, введение поверхностно-активных веществ в парокапельные двухфазные потоки оказывается благоприятным по ряду причин 1) уменьшаются размеры капель, так как интенсифицируются процессы дробления крупных капель и пленок и затрудняется коагуляция капель 2) при определенных условиях снижаются затраты кинетической энергии, связанные с взаимодействием фаз 3) снижаются амплитуды пульсаций в вихревых следах за каплями, движущимися с меньшим скольжением (снижается интенсивность турбулентности) 4) снижается интенсивность волновых процессов на границе раздела фаз (на внешней границе пленок) и как следствие уменьшаются потери кинетической энергии на трение в пограничных слоях 5) уменьшаются [c.311]

Положительное воздействие ОДА проявляется и на режимах перехода через состояние насыщения 1) снижаются амплитуды пульсаций, обусловленных конденсационной нестационарностью, а также в вихревых следах 2) уменьшаются потери на трение в пограничных слоях 3) снижаются потери, обусловленные переохлаждением. Приведенные выше данные отчетливо подтверждают целесообразность применения ОДА (или других ПАВ) и в тех ступенях турбин, в которых реализуется переход через состояние насыщения. [c.312]

Рассмотрим пластинку АС (рис. 11.13), расположенную в потоке несжимаемой невязкой жидкости под некоторым углом атаки а к направлению скорости потока Ус,. Предположим, что течение характеризуется числом кавитации х, каверна заканчивается двумя односпиральными вихрями в точках и D, за которыми образуется тонкий вихревой след, монотонно сужающ,ийся к бесконечности. Обозначим V, —скорость на границе каверны, да = ф + ii] . — комплексный потенциал скорости течения, точка В — точка разветвления потока на пластинке. [c.83]

Выходную кромку лопастей желательно делать зв как можно тоньше. Но по условиям прочности и технологии изготовления кромка не может выпол-няться острой. При толстой выходной кромке ло пасти за ней образуется вихревой след, а это свя- д2 зано с увеличением потерь. На рис. 18 дана зависимость к. п. д. неподвижной решетки от относительной толщины выходной кромки [25]. В нашем случае толщина отнесена к длине линии тока в меридиональном сечении. Из рис. 18 видно, что [c.53]

Рис. 2.20. Зависимость частоты замыкания от расстояния между электродами (а) и плотность распределения объема капель по размерам в вихревом следе (б) Ч — в следе при Re,,д—290 2 —за соплом, /о=3% 3 — расчет по формуле п— =Лхехр(—а/S) 4 — по (2.12) 5 — по формуле п=Л ехр(—а/5)

На рис. 2.20, а показаны типичные опытные зависимости частоты замыканий от расстояния между электродами. По вертикальной оси отложен натуральный логарифм числа импульсов, регистрируемых за 1 с для двух газодинамически весьма различных случаев движения влажного пара в вихревом следе за пластинкой (/), где возникает крупнодисперсная влага в результате срыва и дробления жидкой пленки, и за суживающимся соплом (2), в котором происходит дробление капель. На рис. 2.20,6 показаны нормированные плотности распределения в объема капель по размерам. Кривая 4 получена с помощью аппроксимирующей функции (2.12), кривая 5 — с использованием функции п=/4ехр(—ayS). Значения максимальных диаметров капель совпадают. Отсюда следует, что отличающимся зависимостям и(5) соответствуют практически совпадающие функции [c.50]

В каналах решеток пульсации давлений, скоростей и температур создаются неравномерным распределением скоростей п термодинамических параметров на входе и взаимодействием кромочных вихревых следов с профилями последующей решетки. В конечном счете этот хмеханизм образования конденсированной] фазы является также пульсационным. Установлен также физически иной (и вполне самостоятельный) механизм конденсации, обусловленный высокой турбулентностью. [c.80]

Появление крупных капель в пограничном слое приводит вначале к росту амплитуды пульсаций давления торможения - (Ляо(< <1,06), что объясняется их скольжением по этой причине генерируются дополнительные пульсации. При более высокой важности амплитуды стабилизируются в исследованном интервале йво 1,12, что нетрудно объяснить сепарирующей способностью пограничного слоя и образованием устойчивых пленок на стенках канала. Вне пограничного слоя крупные капли генерируют высокоамплитудные пульсации, так как коэффициенты скольжения здесь резко снижаются (скорость несущей фазы возрастает) и вихревые следы за каплями интенсифицируют пульсации полного давления. [c.87]

Рис. 3.11. Амплитуды пульсаций полного давления в вихревом следе за скругленной I и плоскосрезанной II кромками в зависимости от hso (а), изменение Дро вдоль следа (б) и фотографии начального участка следа за плоскосрезанной кртмкой (в) (Mj = 0,65 Re,= 10= Д р = 0,267) (опыты В. М. Леонова, МЭИ)

Рассмотрим более подробно структуру потока в косом срезе решетки с суживающимися каналами лри сверхзвуковых скоростях (см. рис. 3.5). Если приближенно принять, что поверхность перехода (Мг = 1) совпадает с минимальным сечением межлопаточных каналов, то сверхзвуковые скорости достигаются в центрированной волне разрежения AB , возникающей на выходной кромке, падающей на спинку профиля в косом срезе и отражающейся от нее (рис. 3.5, а). Отраженная волна разрежения B FE взаимодействует с вихревым следом, ускоряет его и, если скорости в следе сверхзвуковые, пересекает его. Перерасширение потока в отра кен- [c.97]

Рис. 3.25. Зависимости относительного давления торможения в вихревом следе за пластиной с заостренной и скругленной кромками от X при наличин и отсутствии пленки (опыты К. Г. Георгиева,.

К расширению и углублению вихревых следов, а для плоскосре-занной 3 и скругленной 4 кромок— к их сужению (рис. 3.24, s). Преимущество скругленных утолщенных кромок особенно значительно во втором случае — при наличии пленки на поверхности пластины, оно сохраняется на различных расстояниях за кромкой (рис. 3.24, г). При относительном расходе жидкости в пленку Д7Тги. 1 3,2 7о ширина следа за толстой скругленной кромкой 4 на 20 % меньше, чем за тонкой заостренной кромкой / в диапазоне 0<х<0,35 x = xfiL, где L — длина пластины). [c.110]

В этой связи подчеркнем, что газодинамические силы, возбуждающие колебания рабочих лопаток, пропорциональны плотности среды. Так как значительная часть влаги концентрируется в закро-мочных следах, то средняя плотность здесь максимальная и воз-Л1ущающие силы возрастают по сравнению с этими силами при перегретом паре. Учитывая важность проблемы эрозии рабочих лопаток, проанализируем дисперсные характеристики вихревых следов. Опытные данные К. Г. Георгиева [28] представлены в форме зависимостей среднемассовых и модальных йкгл диаметров капель, а также среднеквадратичных отклонений [c.111]

Рис. 3.26. Дисперсные характеристики вихревых следов в зависимости от расстояния от среза и влажности (а) и от толщины кромки и расхода жидкости в пленку (числа iRean) (б) (опыты К. Г. Георгиева, МЭИ)

Сопоставляя приведенные данные, отметим, что в начальном участке вихревого следа происходит интенсивное дробление пленок и капель в дискретных вихрях, а затем реализуется частичная коагуляция капель. Одновременно осуществляется обмен каплями с ядром потока. Очевидно преимущество скругленных кромок большой толщины, обеспечивающих заметное уменьшение диаметров капель при Дкр>0,15. Влияние толщины и формы кромки на дисперсность в закромочном следе установлено в опытах Ю. И. Абрамова. Для решетки С-9012А было показано, что плоско срезанная кромка формирует капли максимальных размеров, а ступенчатая — минимальных. Однако, несмотря на активный процесс дробления за плоскосрезанной, ступенчатой и скругленной кромками, зрозионно-опасные капли в следе остаются при любой форме и размерах кромок. [c.112]

Для диспергирования влаги, а также снижения кромочных и профильных потерь в МЭИ предложены и проверены профили сопловых решеток с фигурными выходными кромками. Установлено, что применение кромок с вырезами типа ласточкин хвост или с цилиндрическими выступами повышает эффективность кромочной сепарации и снижает диаметры капель в вихревом следе. Такие кромки оказались эффективными и при использовании наддува вихревого следа греющим паром. Таким образом, оптимизированные дозвуковые и околозвуковые решетки целесообразно выполнять с фигурными выходными кромками. Важным преимуществом решеток являются уменьшенные амплитуды пульсаций в косом срезе на околозвуковых режимах (Miамплитуды пульсаций статического давления снижаются в 2—2,5 раза. [c.150]

Как показано выше, коэффициент поверхностного натяжения воды с добавками ОДА значительно снижается, что приводит к интенсификации процесса дробления капель. Опыты, проведенные на суживающемся сопле (рис. 9.4, а), подтвердили значительное уменьшение среднемассового диаметра капель (более чем в 3 раза) при введении ОДА. При концентрации ОДА 8-10- кг/кг уменьшение диаметров капель было обнаружено и на входе в сопло, что объясняется интенсивной адсорбцией ОДА жидкой фазой перед соплом и соответственно дроблением капель. Аналогичный результат получен при исследовании дисперсных характеристик вихревого следа за пластиной (рис. 9.4,6). При концентрации ОДА 10 кг/кг диаметры капель уменьшаются в 3—4 раза. Потери кинетической энергии в поперечном сечении вихревого следа, по данным [28], при введении ОДА снижаются. Особый интерес представляет изучение явления снижения гидродинамического сопротивления в турбулентных потоках при введении полимерных добавок, впервые обнаруженного Томсом [189]. Хорошо известны гипотезы, предложенные для объяснения ламинаризирую-щего воздействия полимерных веществ [97, 158 и др.], использующие модель взаимодействия с основной средой крупных полимерных молекул (или их ассоциаций), имеющих линейные размеры в несколько десятков и сотен ангстрем (существенно превосходящие размеры молекулярных ассоциаций основной среды). Дополнительная вязкая диссипация, вызванная обтеканием макромоле-кулярных клубков периодически нестационарным (пульсацион-ным) потоком, и значительная инерционность этих клубков приводят к частичному вырождению мелкомасштабных турбулентных пульсаций. По-видимому, справедлива качественная аналогия между эффектами, фиксируемыми при введении гидрофобных присадок в потоки жидкости и мельчайших капель, возникающих при. конденсации парового потока. Как уже упоминалось (см. гл. 3,6), мелкие капли снижают интенсивность турбулентности несущей [c.301]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...