Течение закрученное

Предложенная выше классификация не всегда оправдывается, так как характер течения закрученной струи вниз по потоку от закручивающего устройства зависит от его конструктивных особенностей, которые могут привести к существенному изменению профиля скорости в поперечном сечении (рис. 1.5). [c.21]

ТЕЧЕНИЕ ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА В ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ [c.31]

При затухании закрутки избыточное статическое давление в периферийной области канала уменьшается, а в приосевой возрастает, радиус его нулевого значения постепенно смещается к оси канала, что приводит к выравниванию профиля р. Таким образом, течение закрученного потока характеризуется наличием областей потока с противоположными продольными градиента- [c.41]

ОБЛАСТЬ ПРИСТЕННОГО ТЕЧЕНИЯ ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА [c.54]

На рис. 4.16 приведены результаты исследования интенсивности продольных пульсаций ( ) за расширяющимся участком, спрофилированным по гиперболоиду вращения, что обеспечивает безотрывное течение закрученного потока [ 9 ]. Измерения выполнены в изотермических условиях на расстоянии x/dз = 1,0 от лопаточного завихрителя, где йа — средний диаметр выходных каналов закручивающего устройства (см. рис. 4.16). [c.88]

Рис. 5.1. Характер течения закрученного потока в трубе [16] а-Х = 1,0 б-Х = 5,5

В последние годы в связи с развитием вычислительной техники и численных методов расчета течения вязкой жидкости [12] появилась возможность решения задач течения закрученного потока в нелинейной постановке. Это позволяет более точно выявить влияние закрутки потока на его структуру. [c.99]

Уравнения (5.32)... (5.34) могут быть использованы для получения конкретных расчетных соотношений при течении закрученного потока в условиях различных "возмущающих факторов (неизотермичность, вдув, продольный градиент давления и т. д.). В качестве примера рассмотрим предельный относительный закон трения при неизотермическом течении в непроницаемом цилиндрическом канале. В этом случае уравнения, полученные в [ 52], приобретают следующий вид [c.120]

Анализ этих данных показывает, что при течений закрученного потока в трубе поверхностное трение увеличивается в несколько раз по сравнению с осевым стабилизированным течением при том же числе Рейнольдса. Последнее обусловлено увеличением градиента скорости вблизи поверхности канала. [c.125]

Обработка опытных данных, соответствующих уравнениям (7.21), (7.27), (7.30), (7.36), (8.20), (8.28), позволила получить выражения, являющиеся обобщенными относительными функциями тепло- и массообмена при течении закрученных потоков в трубах. Они определяются следующими выражениями [54] [c.171]

Халатов А. А. Турбулентная вязкость при течении закрученного [c.194]

Неоднородность течения за распределительным устройством практически не зависит от неравномерности поля скоростей в подводящем патрубке. Исследовались прямые трубы, колено (г/Оа = 0 и г/О = 0,5) и закрученный поток. Коэффициент гидравлического сопротивления I,. = [c.292]

Условия формирования и технические предложения ограниченных закрученных течений [c.7]

Экспериментальное и теоретическое изучение закрученных течений показывает, что их характер и поведение существенно зависят от интенсивности закрутки, оценка которой вызывает. [c.7]

Закрученные течения формируют с помощью одного из трех методов тангенциального подвода использования механических закручивающих устройств (направляющих закручивающих лопаток, винтов, шнеков и т. п.) интенсивного вращения корпусных элементов каналов (вращающихся труб). [c.11]

В некоторых литературных источниках [15, 34-40, 112, 116] сопловые устройства формирования закрученной струи называют завихрителями. Такое название соплового ввода, формирующего закрученный поток, вносит некоторую двусмысленность, связанную с завихренностью турбулентных течений. Изучение закрученных течений, особенно при достаточно высоких степенях закрутки, неразрывно связано с необходимостью изучения микроструктуры течения, а следовательно, и с завихренностью. Поэтому, когда речь идет о техническом аппарате, устройстве, использующем закрученные потоки, более оправдано употребление терминов устройство формирования закрученной струи (закручивающее устройство) или просто сопловой ввод. [c.11]

Вне ядра в периферийной зоне создаются благоприятные для формирования свободного (потенциального) вихря условия, подобные наблюдаемым и при образовании атмосферных закрученных течений смерчей, пылевых бурь, торнадо, циклонов и ураганов [196]. [c.16]

С учетом того, что наиболее часто встречаются осесимметричные закрученные течения, анализировать их целесообразно в цилиндрической системе координат (г, z, ф), где г — радиальная координата Z — осевая координата ф — азимутальная (угловая) координата. В большинстве течений можно допустить осевую симметрию, для которой очевидно равенство 5/Эф = 0. Часто радиальную и осевую составляющие скорости предполагают равными нулю V = V= 0), переходя таким образом к рассмотрению пло- [c.21]

Очень часто закрученные течения, особенно в каналах представляют собой свободно-вынужденный вихрь. Граница между ними для осесимметричных каналов представляет собой также осесимметричную условную поверхность раздела вихрей. В зарубежной научно-технической литературе такой составной закрученный поток принято называть вихрем Рэнкина. Разделительная фаница для вихря Рэнкина определяется радиусом разделения вихрей Tj. Для Tj <г< г, движение газа подчиняется закону потенциального вихря, а для области О < г < — закону движения вынужденного вихря. В 1 л. 1.2 приведены общие характеристики вихрей [44]. [c.24]

Течение в закрученных потоках существенно необратимо, причем необратимость увеличивается с ростом интенсивности закрутки. Часть запаса полной энтальпии, имеющейся у газа на входе в закручивающее устройство, расходуется на преодоление трения, другая — на генерацию турбулентных пульсаций и перестройку течения в процессе продвижения по каналу и за его пределами для случая свободно затопленной струи. В [62] вводится параметр v, который предложено называть коэффициентом потока кинетической энергии кольцевого закрученного потока. Такие течения наиболее часто формируются во фронтовых устрой- [c.24]

Эти критерии получены на основе анализа дифференциальных уравнений движения закрученного потока в трубе в проекциях на оси хкув приближении погра ничного слоя. Использование этого приближения для течений с интенсивным радиальным градиентом давления требует дополнительного исследования и тщательного обоснования, отсутствующего в цитируемых публикациях. Достаточность этих критериев для описания течения закрученных потоков в теплообменных аппаратах, циклонах, горелоч-ных устройствах с предварительной закруткой потока некоторых классов не обеспечивается, когда речь идет об интенсивно закрученных потоках, которые наблюдаются в камерах энергоразделения вихревых труб [15, 62, 196]. Это связано с неоднозначностью обеспечения подобия режимов течения в них при равенстве приведенных выше критериев. Вопрос о подобии потоков в камерах энергоразделения в вихревых трубах интересует исследователей достаточно давно [15, 18, 29, 40, 47, 62, 70, 204]. Пытаясь объяснить наблюдаемые эффекты по энергоразделению турбулентным противоточным теплообменом, А.И. Гуляев предположил, что в геометрически подобных вихревых трубах режимы подобны тогда, когда одинаковы такие критерии, как показатель изоэнтро-пы к= С /С , число Рейнольдса Re-= Kp i/v, число Прандтля Рг = v/a, число Маха М = и безразмерный относительный [c.10]

Одной ИЗ наиболее характерных особенностей течения закрученного потока по осесимметричному каналу является открытый в 1931 г. французским инженером металлургом Ж.Ж. Ранком эффект, заключающийся в существенной температурной неравномерности в потоке газа по сечению канала. При определенной конструкции устройства с закрученным потоком его удается разделить на два потока, различающиеся по полной энтальпии. Это явление получило название эффекта Ранка, или эффекта энергоразделения [244, 247]. [c.26]

Циклонно-вихревые устройства применяются в промышленности с конца 19 века [15, 2091 Для разделения сыпучих материалов. Использование особенностей течения закрученного потока в циклонных камерах относится к 20-30-м годам текущего столетия. Уже в середине века появились монографии, посвященные вопросам организации р1абочего процесса в циклонных топках. Сепарационная способность закрученных потоков широко используется в системах осушки и очистки газов. Типичная схема циклонного сепаратора показана на рис. 1.12. Обеспечение [c.33]

Макроструктуру потоков изучали как отечественные, так и зарубежные авторы [112. 116, 146, 168, 184, 204, 209, 227, 236, 245, 265]. Уже первые исследователи столкнулись с непреодолимыми трудностями зондирования потока в камере энергоразделения вихревой трубы и были вынуждены прибегнуть к методам визуализации. Шепер [156] предпринял одну из первых попыток выявления харакгерных особенностей течения закрученного потока в трубе на различных режимах работы по ц, используя для этой цели визуализацию дымом и шелковыми нитями. Опыты ставились при d = 38 мм и позволили выявить четыре наиболее характерных режима ее работы, различающихся диапазоном и характерными значениями относительной доли охлажденного потока ц < О — режим эжектирования газа через отверстие диафрагмы (режим вакуум-насоса) ц = О — режим рециркуляции охлажденного потока через отверстие диафрагмы О < ц < 1, — режим наи-более часто встречающийся в технических устройствах, и ц = 1 — режим дросселирования с элементами энергоразделения и создания локальных зон повышенной температуры в сечении, удаленном от соплового ввода. Позднее Ш.А. Пиралишвили и [c.99]

Кныш Ю.Л, Лукачев С.В. О механизме неустойчивости течения закрученных [c.404]

Закручивание газового потока осу1цествляется в завихрителях. Применяя завих-рители той или иной конструкции и изменяя их геометрические характеристики, можно получать различную степень закрутки потока и режимы течения закрученной струи в рабочей зоне (зоне контакта). [c.277]

В ряде задач прикладной газовой динамики приходится рассчитывать такие течения, в которых абсолютная скорость газа составляет некоторый угол с осью потока. Помимо осевой скорости Wa, определяющей расход газа и количество двпжения вдоль оси потока, здесь имеются составляющие скорости в плоскости, перпендикулярной к осп,— радиальная iVr или окружная Wt скорость частиц газа. Примером может служить течение закрученного газа в кольцевом канале, встречающееся в различных впхревых аппаратах (окружная составляющая), пли расширение сверхзвуковой струп газа, вытекающей в атмосферу с большим избыточным давлением (радиальная составляющая). [c.253]

Течение закрученного потока в цилиндрическом канапе можно разделить на три участка. Первый из них находится в непосредственной близости от завихрителя, а структура потока на этом участке определяется формой закручивающегося устройства и его геометрическими характеристиками. Длину участка перестройки потока, на котором проявляются индивидуальные свойства завихрителя, обозначим Длина этого участка для различных завихритмей в большинстве случаев изменяется от 0,5 до 4 диаметров (1 = л /d = 0,5...4). [c.31]

Таким образом, в широком диапазоне изменения параметров и законов начальной закрутки (лопаточные эавихрители) установлено, что локальная структура закрученного потока однозначно характеризуется интегральным параметром закрутки Можно считать, что этот параметр характеризует подобие полей скоростей при течении закрученного потока в трубах, [c.47]

Течение закрученного потока в расширяющихся осесимметричных каналах характеризуется специфическими особенностями. Взаимодействие продольного и поперечного градиентов статического давления приводит к возникновению обратных течений, открытых или замкнутых вихревых областей и т. д. Бос-селом [ 3] было установлено, что эти явления в основном обусловлены невязкими членами. Им же было установлено слабое влияние производных в осевом направлении на величину окончательных результатов. В квазицилиндрическом приближении (- = 0) при условии начальной закрутю по закону твердого тела идеальное течение в расширяющемся [c.110]

Уравнения (6.11), (6.12) и (6.13) используются в гл. 9 для решения интегральньпт соотношений импульсов при течении закрученного потока в трубах. [c.128]

Более общий случай расчета гидравлического сопротивления цилиндрических каналов различной относительной длины с ди-aiфpaгмиpoвaниeм выходного сечения является достаточно сложным для расчета. В этом случае необходимо иметь сведения о величине гидравлических потерь в диафрагмах различной формы и длины при течении закрученных потоков. Эти данные в настоящее время практически отсутствуют. [c.140]

Анализ зфавнений (9.39), (9.40) показьгаает, что при течении закрученного потока в каналах нарушение аналогии может быть обусловлено отличием чисел и Рд от единицы, а также различным характером распределения касательного напряжения трения, тепловых и массовых потоков поперек области пристенного течения. Ниже представлен анализ аналогии между переносом теплоты, массы и количества движения, основанный на опьпных данных, полученных авторами (см. гл. 2, 6, 7, 8). [c.187]

Анализ первичных данных по течению закрученного потока в цилиндрическом канале показывает, что абсолютные значения па-раме1ра продольного градиента давления в области пристенного те- [c.187]

Халатов А. А. Закон теплообмена для течения закрученного потока на начальном участке трубы. — Изв.вузов.Сер.Авиационнаятех-ника, 1977, № 1, с. 110-115. [c.194]

Сложность исследования закрученных течений газа в каналах и сонлах, в первую очередь, состоит в том, что изменение закона закрутки потока может изменить не только количественные характеристики течения, но и его качественную картину. Так, в работе [4 было теоретически получено, а в работе [5] экспериментально подтверждено, что при потенциальном течении закрученного потока, характеризуемом условием постоянства циркуляции (Г = wr = onst, w - окружная составляюгцая скорости, г - расстояние до оси симметрии), обязательно должно возникать вакуумное ядро (в реальном случае - область с возвратным течением). Для докритических режимов в [5] экспериментально получена картина течения, изображенная на рис. 1, а, где внутри области основного течения 1 обнаружена область возвратно-циркуляционного течения 2, проходягцая вдоль всего сопла. Нри сверхкритическом истечении эта область распадалась на две [c.45]

Открытый Ранком в 1931 г. эффект состоит в том, что при подаче сжатого газа внутрь специальным образом сконструированной трубы в виде интенсивно закрученного потока он разделяется на две результирующих, которые отличаются друг от друга и от исходного по величине полной энтальпии. Несмотря на изучение вихревого эффекта в течение почти семидесяти лет, многое остается неясным и до сих пор не создана адекватная общепризнанная физико-математическая модель. Прямое решение уравнений Навье—Стокса для столь сложного трехмерного интенсивно закрученного потока вряд ли целесообразно (если даже удастся решить все неимоверные трудности постановочного характера). Это оправдывает попытки разработки модели, описывающей явление, поиск лучшей из которых продолжается и в настоящее время. [c.3]

Естественно, что постановка целенаправленных опытов является основным методом изучения таких течений, довольно успешно помогающим конструкторам и исследователям в п >иклад-ных задачах использования закрутки потока, однако, поиски новых областей приложения и возрастающая стоимость опытов требуют разумного сочетания опытных и аналитических методик, что на данном этапе стимулирует работы в области совершенствования физико-математичес сих моделей, описывающих процесс. Тем более, что в настоящее время разработана целая гамма вихревых горелочных устройств на базе вихревого энергоразделителя, совершенствование которых возможно лишь при разумном сочетании опытных и теоретических данных в закрученных потоках в совокупности с постановкой численных математических экспериментов и развитием программ их реализации. Важность рассматриваемых проблем, большой накопленный объем информации и оригинальных разработок побудили авторов к опубликованию настоящей книги. [c.4]

В последние годы закрутку потока стали широко использовать для интенсификации процесса горения. При создании эффективных фронтовых устройств камер сгорания в воздушно-реактивных двигателях, для стабилизации фронта пламени в различных камерах сгорания, при создании эффективных горелочных устройств, плазмотронов с вихревой стабилизацией все большее применение находят потоки с различной интенсивностью закрутки. Это обусловливает актуальность работ, направленных на понимание и описание термогазодинамики закрученных течений как при окислительно-восстановительных экзотермических химических реакциях, так и в их отсутствие. Необходимо вооружить практику методиками экономного расчета и проектирования технических устройств с закруткой потока, а сами устройства сделать более эффективными и экологически чистыми. [c.7]

Рис. 1.6 Коэффициент потока кинетической энергии V в кольцевом закрученном течении для вихря ы = onst [62]

Одной из достаточно важных характеристик закрученных течений являются наличие и размеры в поперечном направлении зоны обратных токов — рециркуляционной зоны, которая возникает в приосевой зоне для струйных течений с достаточно высокой интенсивностью закрутки S > 0,4. При этом возросший радиальный фадиент давления обусловливает заметный рост поперечных размеров струи и снижение осевой составляющей скорости по сравнению с прямоточной струей, что совместно с при-осевым тороидальным вихревым потоком рециркуляционной зоны ифает достаточно важную роль при решении прикладных задач в процессах горения и стабилизации пламени в камерах сгорания. [c.25]

Вихревой эффект, или эффект Ранка реализуется в процессе течения интенсивно закрученного потока по осесимметричному каналу, на торцевых поверхностях которого устанавливаются ограничительные элементы — лроссель на горячем и диафрагма с центральным отверстием на холодном концах трубы. При определенном сочетании режимных и конструктивных управляющих параметров из отверстия диафрагмы истекает некоторая охлажденная часть исходного закрученного потока, а из дросселя — другая подогретая его часть. При этом на основе закона сохранения вещества можно составить уравнение баланса массы для вихревой трубы классической схемы с одним источником подвода газа через закручивающее сопло [c.38]

Вихревая труба (вихревой энергоразделитель) работает следующим образом. Сжатый газ поступает внутрь трубы из магистрали через закручивающий сопловой ввод 4 в виде интенсивно закрученного вихревого потока, перемещающегося вдоль камеры энергетического разделения трубы / от соплового ввода 4 к дроссельному устройству 3. Центробежные силы, действующие на элементы газа в закрученном потоке, приводят к образованию радиального фадиента статического давления, который под воздействием диссипативных моментов уменьшается по мере удаления от соплового ввода 4 к дросселю 3. В результате в приосевой области камеры энергоразделения 1 формируется осевой градиент давления, направленный от дросселя 3 к диафрагме 5. Осевой фадиент давления формирует возвратное течение от дроссе- [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...