Течение без выпуклой стенки

Рассмотрим теперь течение Прандтля — Майера. На рис. 2.8 приведены примеры течений, в которых оно реализуется. На рис. 2.8, а показано обтекание плоской выпуклой стенки равномерным сверхзвуковым потоком. Поскольку характеристика АВ прямолинейная (с постоянными параметрами), то в области [c.58]

Рассмотрим течение на плавном закруглении трубопровода (рис. 107). Центробежные силы, действующие от центра к периферии, оттесняют поток от выпуклой стенки трубы к вогнутой. Однако в пристеночном слое, где скорости малы, центробежные силы, пропорциональные квадрату скорости, практически отсутствуют. Таким образом, возникают условия для движения по поверхностям живых сечений в направлениях, показанных стрелками на рис. 107 справа. Эта поперечная циркуляция, складываясь с основным потоком, образует винтовое движение, которое вследствие вязкости затухает на некотором расстоянии от поворота. [c.184]

Приближенная теория пограничного слоя хорошо объясняет многие явления, наблюдаемые при обтекании потоком вязкой жидкости решеток турбинных профилей. Например, хорошо объясняется причина отрыва пограничного слоя от стенок канала. Представим себе ускоряющийся ноток, обтекающий выпуклую стенку (рис. 64). В таком потоке давление в направлении течения снижается, профиль скоростей в пограничном слое у стенки будет выпуклым и, [c.232]

Мы не будем касаться сущности концевых потерь. Она доходчиво объяснена в литературных источниках 14], 15], [10], [11], [18], 121], [22], [25] и в других работах. В основном причиной концевых потерь в лопаточном канале является радиальная неуравновешенность сил, действующих в пограничном слое на выпуклой и вогнутой поверхностях лопаток. Под действием этих сил слой приходит в движение вдоль высоты лопатки, причем под влиянием движения пограничного слоя на торцовых стенках канала рабочий агент протекает с вогнутой поверхности лопаточного канала через слой на торцах на выпуклую поверхность и там встречается с таким же течением на выпуклой поверхности стенки канала. Встречаясь, эти два потока образуют вихри у выпуклой стенки иа концах лопаток. Вихри и движение пограничного слоя вдоль указанных стенок возмущают концевые части пространственного потока в канале. В нем создаются вторичные течения, на что, как и на поддержание вихрей, расходуется энергия потока. [c.246]

Схемы на рис. 7.14, а, б [38] отчетливо показывают, что под влиянием поперечных градиентов давлений, направленных от вогнутой к выпуклой поверхности канала, возникают течения в пограничных слоях, перетекающих к выпуклой стенке эти течения образуют парный вихрь, распространяющийся на все сечение канала (квадратного или круглого сечения). [c.251]

Распределение давлений по обводам каналов подтверждает существование конфузорных и диффузорных участков на перегретом паре и в потоках парокапельной и пузырьковой структур. Исследованию подвергались два канала постоянного сечения с углами поворота 90 и 150°. Распределение давлений по образующим каналов представлено на рис. 7.14. Наиболее характерным следует считать наличие перемежающихся областей знакопеременных градиентов давления на входном участке выпуклой стенки течение конфузорное (участок /Сг) за ним следует короткая диффузорная область >2, и на выходе вновь течение конфузорное (участок /Сз). На входном участке вогнутой стенки поток диффузорный (участок Z i), а затем следует развитый конфузорный участок Ki. [c.251]

С увеличением угла поворота канала распределение давлений вдоль криволинейных стенок усложняется увеличивается число конфузорных и диффузорных участков (/ l—Ks и Di—Di, на рис. 7.15), однако наиболее интенсивными конфузорными оказываются участки К, К2 и Кз+Ki. Возникновение отрывов вероятно в диффузорных областях Di и Di, характеризующихся максимальными положительными градиентами давления. Опыты подтверждают наличие двух областей отрывных течений в криволинейных каналах, если радиусы скругления вогнутой и выпуклой стенок выполнены малыми. В некоторых случаях отрывная область на выпуклой поверхности распространяется по потоку в прямолинейную часть трубы. При больших радиусах скругления поверхностей криволинейного канала отрывы могут не возникать в этом случае ка диффузорных участках отмечается дестабилизация пограничного слоя его толщина здесь резко увеличивается. [c.251]

На рис. 7.16, а показаны трубопроводы с двумя последовательно расположенными поворотами на 90° и схема вторичных течений в поперечном сечении за вторым поворотом (сечение Л—А). Здесь виден парный вихрь, в котором участвуют пленка и капли, утолщения пленки у вогнутой и выпуклой стенок и вихревые вторичные течения несущей фазы с каплями. Распределение коэффициентов потерь в этом сечении весьма неравномерное максимальные потери обнаружены вблизи выпуклой, а минимальные— у вогну- [c.254]

Рассматриваемый наиболее простой способ оптимизации криволинейных каналов оказывается эффективным еще и потому, что при его использовании снижается уровень пульсаций, генерируемых вторичными течениями и отрывами в парокапельных потоках. Кроме того, в начальном диффузорном участке криволинейного канала уменьщается переохлаждение и процесс приближается к равновесному. Установка разделительного ребра / на выпуклой стенке (рис. 7.16, а) или выполнение канавки 11 на вогнутой стенке позволяет уменьшить интенсивность вторичных течений, снизить потери и уровень пульсаций параметров. При этом, вероятно, уменьшается опасность вибрационных разрушений трубопроводов. [c.256]

Аналогично строится течение в косом срезе решетки с криволинейным контуром профиля. Нетрудно установить, что при выпуклой стенке ВО будет происходить дополнительное перерасширение потока и повышение интенсивности кромочного скачка, и обратно. [c.227]

На образование вторичных течений затрачивается часть кинетической энергии потока. Потери энергии, обусловленные кривизной канала, складываются из дополнительных потерь на трение вследствие вторичного течения, вихревых потерь в зоне отрыва и потерь, вызванных компенсирующими течениями. Основную долю потерь на поворотах составляют потери, связанные с отрывом потока, причем на вогнутой стенке АВ зона отрыва невелика, а отрыв с выпуклой стенки захватывает значительную область вниз по течению. [c.257]

В турбулентных пограничных слоях вдоль изогнутых стенок такого рода стабилизация и потеря устойчивости наблюдаются даже при сравнительно малой изогнутости стенок. На выпуклых стенках возникает ослабление, а на вогнутых, наоборот, усиление турбулентного перемешивания . В последнем случае еще при ламинарном течении могут возникать вихри, аналогичные описанным выше вихрям, возникающим между цилиндрами. Согласно вычислениям Гертлера , условие устойчивости имеет вид [c.183]

В приложении к задачам струйного обтекания мы будем применять принцип непрерывности к семейству операторов FJX], определенных соотношением (7.26). В этом случае /Со(0) = 1, так что существование и единственность решения уравнения X=Fq,[X] следует из теоремы 5. Для простоты мы будем рассматривать только бесконечные симметричные кавитационные течения около выпуклых стенок, для которых W= = МР/2 и v(o) = sin о(1+sin о). Будем также предполагать, что К(д) >0 и [c.217]

Линии Маха и их свойства. Случаи потенциального течения. Характеристики в плоскости годографа для потенциальных течений эпициклоиды. Течение типа простой волны. Обтекание выпуклой стенки однородным сверхзвуковым потоком. Обтекание выпуклого угла центрированная волна разрежения. [c.137]

Рассмотрим задачу обтекания выпуклой стенки равномерным сверхзвуковым потоком (плоское течение, рис. 18.2). Покажем, что решение этой задачи дается простой волной. [c.142]

Равномерный сверхзвуковой поток с числом Маха Мх > 1 движется около плоской стенки, которая в точке О переходит в криволинейную выпуклую стенку. Течение рассматривается в декартовой системе координат Оху, где ось х направлена вдоль набегающего потока. [c.143]

Фиг. 19.1. Плоское сверхзвуковое течение газа вдоль выпуклой стенки.

Концевые потери. Они возникают из-за наличия поверхностей, ограничивающих решетку на высоте. К ним относятся потери на трение и потери от парного вихря — вторичные потери. Вторичные течения возникают из-за разности давлений на вогнутой и выпуклой сторонах соседних лопаток, благодаря чему вдоль нижней и внешней стенок межлопаточного канала возникает движение газа от вогнутой стороны лопатки к выпуклой. Подобные вторичные токи у выпуклых стенок лопаток, увлекаясь основным потоком, образуют два противоположно вращающихся вихря ( парный вихрь). Особенно заметно влияние концевых потерь в решетках с короткими лопатками. [c.217]

Приведенные на рис. 10.21 фотографии сверхзвукового обтекания в аэродинамической трубе ромбовидных профилей разной толщины при нулевом угле атаки подтверждают описанную выше картину течения. На каждой из этих фотографий отчетливо видны скачки уплотнения у носка профиля, пучки волн Маха у верхнего и нижнего выпуклых углов профиля п волны Маха, отходящие от неровностей на стенках аэродинамической трубы, по наклону которых можно судить о скорости потока в трубе. [c.42]

Наибольшие нарушения течения произойдут в пограничном слое плоских стенок, ограничивающих поток. Уменьшение скорости в этом слое приведет к тому, что градиент давления, который в пограничном слое остается таким же, как в ядре течения, уже не будет больше уравновешиваться центробежной силой. Вследствие этого в пограничном слое начнется перетекание жидкости в направлении градиента давления от вогнутой стенки к выпуклой. Интенсивность этого перетекания возрастает по мере приближения к стенке. Действительное наличие такого пе- [c.103]

В результате искривления потока на вогнутой стороне внутренней поверхности трубы давление больше, чем на выпуклой. В связи с этим в направлении течения создаются различия в скорости, способствующие отрыву потока от стенок что приво- [c.212]

Ламинарное течение жидкости в трубе. При течении вязкой жидкости по трубе постоянного сечения соответствующий данным условиям течения профиль скорости устанавливается не сразу, а на некотором расстоянии от входного сечения трубы. Это объясняется тем, что на входе в трубу скорость жидкости обычно одна и та же во всех точках входного сечения, т. е. более или менее постоянна по сечению. По мере удаления от входного сечения слои жидкости, расположенные ближе к стенкам трубы, будут тормозиться сильнее по сравнению с более удаленными слоями, в результате чего профиль скорости будет изменяться, переходя из плоского в выпуклый, пока не достигнет степени выпуклости, вполне отвечающей условиям рассматриваемого течения. В дальнейшем профиль скорости остается неизменным, так что скорость жидкости в любом сечении изменяется от нуля у стенки трубы до одного и того же наибольшего значения на оси трубы одинаковым образом. [c.387]

Совокупное действие положительного градиента давления и поверхностного трения встречается при обтекании выпуклых цилиндрических тел, течениях в расширяющихся каналах (диффузорах), при обтекании разнообразных выступов, изгибов и изломов стенок. В этих случаях возникают отрывы пограничного слоя, приводящие к перестройке течения, которое становится резко отличным от течения идеальной жидкости вблизи тех же поверхностей. [c.350]

Появление зоны возвратного течения приводит к резкому отклонению линий тока от стенки и соответствующему утолщению пограничного слоя. Ориентируясь на изображенную картину течения, можно сформулировать математическое условие, определяющее положение точки отрыва на стенке. На схеме мы видим, что перед точкой отрыва профиль скорости всюду имеет выпуклость вправо, тогда как в зоне возвратного течения существует участок профиля с выпуклостью влево. Профиль скорости в граничном сечении О, [c.383]

Совокупное действие положительного градиента давления и поверхностного трения встречается при обтекании выпуклых цилиндрических тел, течениях в расширяющихся каналах (диффузорах), при обтекании разнообразных выступов, изгибов и изломов стенок. Во всех этих случаях возникают отрывы погранич- [c.384]

В результате искривления потока на вогнутой сторо-rte внутренней поверхности трубы давление больше, чем на выпуклой (рис. 4.48). В связи с этим жидкость движется с различной скоростью, что способствует отрыву потока от стенок и приводит сначала к сужению струи, а затем (далее по течению) — к ее расширению при этом возникают значительные потери напора. [c.209]

После гибки заготовка формуется. Эта операция выполняется в формовочном ручье штампа, для чего заготовка поворачивается на 90° (см. рис. 3.25). Наряду с обжатием при формовке происходит изменение радиуса кривизны заготовки по профилю ручья, длина образующих а—б и а —б увеличивается, периметр поперечного сечения (сечение Б—Б) уменьшается. Максимальное течение металла при формовке наблюдается в поперечном сечении вблизи плоскости разъема штампов. Наибольшая высадка толщины стенки происходит со стороны выпуклой части а—б, в месте наибольшей деформации при гибке. В результате формовки утонение стенки заготовки по образующей а—б, связанное с ее растяжением при гибке, почти полностью ком- [c.292]

Рассмотрим теперь порядок расчетов процесса течения при больших дозвуковых скоростях. Считаем заданными профиль межлопаточного канала, расход рабочего агента и параметры торможения потока. Вписываем в канал окружности так, чтобы каждая из них касалась выпуклой и вогнутой стенок канала. В точках касания тем или другим методом определяем радиусы кривизны стенок. Количество расчетных сечений выбирается так, чтобы по полученным точкам можно было построить кривые распределения скорости вдоль выпуклой и вогнутой дуг контура канала. Затем для каждого сечения по формуле (414) подсчитываем приведенный расход Входяш,ие в эту формулу критические скорость и плотность постоянны для всех точек потока и находятся по формулам [c.226]

Особенность движения двухфазной среды в криволинейных каналах — значительное перемещение крупных капель поперек канала под влиянием сил инерции. Это вызывает их скопление у вогнутой поверхности лопаток и оседание на стенках. Поперечное движение влаги возникает также в концевых областях канала. Здесь образуются вторичные течения под влиянием разности давлений на вогнутой и выпуклой сторонах профиля. Эти течения создают значительные скопления влаги в углах у концов лопаток. Неравномерное ее распределение характерно для криволинейных каналов. [c.70]

Как будет показано дальше, течение среды в пограничном слое на торцовой стенке происходит со скрученным по толщине слоя профилем скоростей. Скорость w изменяется не только по величине (от нуля на стенке до скорости в ядре потока на внешней границе слоя), но и по направлению, аналогично тому, как это показано на рис. 6. Если принять направление скорости на внешней границе слоя за продольное, то в любой точке внутри слоя имеет место, наряду с продольной составляющей скорости, и поперечная. Поперечная составляющая скорости вблизи стенки становится одного порядка с продольной. Одна часть среды, движущейся в пограничном слое на торцовой стенке, вытекает из решетки в выходном ее сечении через пограничный слой на торцовой стенке другая притекает к выпуклой поверхности лопатки. [c.138]

ХОДИТ на вогнутой поверхности канала, что связано с расслоением линий тока несущей фазы и траекторий капель, выпадающих на вогнутую стенку. На выпуклой стенке столь же значительное накопление пленки отмечается в зоне слияния пограничных слоев, участвующих во вторичных течениях. Таким образом, криволинейные каналы в парокапельном потоке обладают значительной сепа-рационной способностью, обусловленной воздействием поля центробежных сил и кривизной траекторий несущей и дискретной фаз. Так как кривизна траекторий капель меньще, чем линий тока пара, в средней части вогнутого участка канала выпадает максимальное количество капель. [c.253]

Отсюда следует, что при обтекании выпуклой стенки (6<0 рис. 3.2, а), когда угол наклона и давление падают, линии 1 = = onst, выходящие из криволинейного участка аЬ поверхности стенки (или траектории поршня), образуют расходящийся пучок прямых. Если правее точки Ь стенка имеет постоянный наклон, то параметры течения здесь будут постоянными (область III), а характеристики параллельными. Наоборот, при обтекании вогнутой стенки (9>0 рис. 3.2, б) эти линии = onst образуют сходящийся пучок, а поскольку каждая из них несет свои постоянные значения величин, то появляется нереальная область многозначности решения. [c.86]

Пограничные слои на выпуклых стенках (центробежная сила). Существует несколько случаев, в которых на переход ламинарного течения в турбулентное значительное влияние оказывают активные внешние силы. Примером может служить течение в кольцевом пространстве между двумя вращаю-пщмися коаксиальными цилиндрами. Если внутренний цилиндр неподвижен, а внешний вращается, то в промежутке между ними скорость увеличивается приближенно по линейному закону от нулевого значения на внутренней стенке до значения на внешней стенке, совпадающего с окружной скоростью вращения внешнего цилиндра. При таком течении частица жидкости, находящаяся ближе к внешней стенке, сопротивляется перемещению по направ-лению к внутренней стенке, так как для нее центробежная сила больше, чем для частиц из внутренних слоев поэтому если такая частица и начинает перемещаться по направлению к внутренней стенке, то она тотчас же отбрасывается наружу. Однако одновременно затруднено и перемещение частиц жидкости изнутри наружу, так как центробежная сила во внутреннем слое меньше центробежной силы во внешнем слое, и поэтому частица, находящаяся во внутреннем слое, испытывает подъемную силу , направленную внутрь. Таким образом, в рассматриваемом случае поперечные движения, являющиеся признаком турбулентности, затруднены вследствие действия центробежных сил следовательно, эти силы действуют на течение стабилизующим образом. [c.470]

Пограничные слои на вогнутых стенках. Такого же рода неустойчивость, как и рассмотренная в предыдущем пункте, возникает при трехмерных возмущениях в пограничных слоях на вогнутых стенках. Но, в то время как в пограничных слоях на выпуклых стенках центробежные силы оказывают стабилизующее действие, правда, повышая предел устойчивости, как было показано в 4 настоящей главы, только незначительно, в пограничных слоях на вогнутых стенках эффект центробежных сил противоположен они приводят, как впервые показал Г. Гёртлер [ ], к неустойчивости, сходной с неустойчивостью, наблюдающейся при течении между вращающимися коаксиальными цилиндрами рис. 17.32, а). Расположив основное течение С/ у) [c.483]

На рис. 6.8 показаны характерные области внутри и вне сопла, в которых кривизна линий тока может изменять свой знак. Значение производной скорости по нормали к линиям тока как в пограничном слое, так и в слое смешения имеет отрицательную величину. При Хх < х < Х2 в месте перехода контура сопла от цилиндрического с = О (i2 кривизна линий тока) участка к коническому происходит ускорение дозвукового потока вдоль вогнутой стенки с отрицательной кривизной < 0. В этой области течения возмущения гертлеровского типа в пограничном слое сопла будут нарастать. В области критического сечения сопла происходит обтекание выпуклой стенки, что может привести к некоторому ослаблению возмущений этого типа. [c.175]

При движении газа в криволинейных каналах возникают специфические явления. Действительно, рассмотрим течение газа по каналу постоянного сечения, в котором пото к совершает поворот на 90° (рис. 5-49). Скорости движения в канале малы по сравнению со скоростью звука, так что влиянием сжимаемости можно пренебречь. В связи с тем, что частицы газа движутся по криволинейным траекториям, давление на внешней (вогнутой) и внутренней (выпуклой) стенках канала оказывается разным и различно меняется в направлении движения. Так как частицы ядра потока под действием центробежных сил оттесняются к внешней стенке, то давление вдоль АВ возрастает по сравнению с давлением входящего потока р, а вдоль А Вх — уменьшается (рис. 5-49,а). За поворотом давление на вогнутой стенке снижается, а на выпуклой возрастает на значительном расстоянии за поворотом давления выравниваются. [c.298]

Вдоль участка вогнутой стенки АВ и вдоль участка выпуклой стенки В Вх течение диффузорное. В зависимости от формы криволинейного канала здесь могут возникнуть отрывы (зоны / и II на рис. 5-49,а). Отрыв на вогнутой стенке АВ может быть локализован последующим онфузорным течением на участке ВО. Отрыв [c.299]

В этом случае уменьшается разность давлений между вогнутой и выпуклой поверхностями в сечениях, где кривизна канала максимальна, и, следовательно, снижается интенсивность вторичных течений. Кроме того, поджатие выходной части канала сокращает область отрыва на выпуклой стенке (рис. 5-49,а), а в некоторых случаях и предотвращает отрыв. Опыты X. Нипперта показали, что в зависимости от угла поворота, радиусов кривизны вогнутой и выпуклой стенок оптимальные соотношения величин ащ и меняются. [c.304]

При создании современных турбин ГТД различного назначения с высокими начальными параметрами, большими неравномерностями полей температуры, скорости, плотности в потоке газа важной является проблема снижения термических напряжений в пере лопатки путем уменьшения неравномерности температуры. Уже при начальной температуре газа Г = 1500 К минимальное значение местного коэффициента запаса прочности может достигнуть своего допустимого значения в самой холодной точке поперечного сечения пера. Наиболее горячие части лопатки — кромки, а наиболее холодные — средние части выпуклой и вогнутой поверхностей с минимумом температуры nmin перемычке между охлаждающими каналами. Традиционный метод уменьшения температурной неравномерности заключается в снижении температуры кромок двумя основными способами интенсификацией теплообмена в кромочных каналах турбулизаторами течения (ребрами, лунками, закруткой, струйным натеканием на стенку, пульсирующей подачей охладителя и т. п.) или понижением температуры воздуха, охлаждающего кромки, путем спутной закрутки или в теплообменнике. Эффективным может быть выдув охладителя на поверхность пера. Однако в авиадвигателях выдув может затруднять отключение охладителя на крейсерских режимах полета самолета. В ГГУ, работающих на тяжелых сортах топлива, происходит отложение твердых частиц на перфорирюванной поверхности, что приводит к [c.366]

Рассмотрим пример обтекания выпуклой криволинейной стенки сверхзвуковым однородным потоком, имеющим скорость i,i (рис. 4.23). Аналогичный пример приведен в 5. До точки О газ движется вдоль прямолинейной стенки, а затем огибает участок криволинейной стенки и после поворота на некоторый угол ввовь движется вдоль прямолинейной стенки. В этом течении [c.177]

Рассмотрим также теплообмен на профиле турбинной лопатки при наличии зон ламинарного, переходного и турбулентного течения. Расчет выполняется при использовании уравнений (1.127) с дополнительными условиями по переходу (1.128). Расчетные и опытные значения числа Нуссельта на турбинном профиле показаны на рис. 7.16 для двух чисел Рейнольдса (Rej = рыас/м., 2 — скорость на выходе из решетки с — хорда лопатки). Результаты приведены для выпуклой стороны профиля. При меньшем числе Re (Rea = 1,84.10 ) пограничный слой остается ламинарным вплоть до точки отрыва (при х1с = 0,86), расчетное местоположение которой согласуется с опытным (в точке отрыва пограничного слоя трение на стенке становится равным нулю). При большем числе Re (Re = 6,75.10 ) отрыв [c.265]

Благодаря сочетанию в ИПХТ-М холодной металлической поверхности тигля, периферийного индукционного нагрева и возможности электромагнитного обжатия металла в виде выпуклого мениска эти печи обладают следующими положительными свойствами (см., например, [47]) отсутствие эагрязнения расплава материалом тигля возможность одновременного расплавления всей шихты, загруженной в тигель, и выдержки полученного расплава при заданной температуре в течение необходимого времени наличие интенсивного электромагнитного перемешивания жидкого металла без дополнительных специальных устройств, что позволяет получить расплав, равномерный по химическому составу и температуре возможность плавки любых шихтовых материалов (куски, порошок, чешуйка, губка, стружка и т.п.) без предварительного приготовления из них электродов возможность управления формой фронта кристаллизации и структурой затвердевающего слитка наличие развитой свободной поверхности расплава (за счет электромагнитного отжатия от стенок тигля), что позволяет интенсифицировать рафинировочные процессы возможность электромагнитного утяжеления мелких добавок, что позволяет получать сложнолегированные сплавы с большим содержанием компонентов (до 50% по массе), сильно отличающихся друг от друга температурой плавления, плотностью и упругостью паров возможность работать с любой контролируемой атмосферой при любом давлении и др. [c.54]

Рассмотренный пример течения недогретой воды в канале с острыми кромками является предельным. Канал с таким поворотом характеризуется максимальными потерями и минимальными значениями коэффициентов расхода на однофазной и двухфазной среде. Изучение движения испаряющейся жидкости в криволинейных каналах более благоприятной формы подтверждает возрастание коэффициентов потерь с уменьшением недогрева. Опытные зависимо сти недогрева в криволинейных каналах постоянного диаметра свидетельствуют об уменьшении критического значения ДГн, при котором происходят фазовые переходы, с уменьшением радиуса кривизны и ростом угла поворота. Этот результат представляется очевидным при уменьшении радиусов кривизны расширяются зоны отрыва на выпуклой и вогнутой стенках и, следовательно, интенсифицируется процесс парообразования в этих зонах. [c.259]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...