Структура свободной струи

Все рассмотренное влияние концентрации примеси на структуру свободной струи проявляется в большей степени при значительной ее величине. По приведенным опытным данным (см. рис. 10.36—10.38) видно, что практически заметное влияние концентрации проявляется только при [c.317]

Нервов Ю. М., Влияние геометрических параметров камер на коэффициент структуры свободных струй, Сб. Рудничная аэродинамика и безопасность горных работ , изд-во Наука , 1964, [c.490]

Турбулентная структура жидкого ядра аналогична структуре свободной струи в неподвижном паре, при этом использована гипотеза С. С. Кутателадзе [39], согласно которой турбулентная теплопроводность постоянна по сечению струн I равна [c.189]

Дадим прежде всего качественное описание структуры затопленной свободной, т. е. не стесненной стенками, турбулентной струи, вытекающей из плоского или круглого сопла (рис. 9.7). Если сопло надлежащим образом профилировано, то распределение скоростей в его выходном сечении будет равномерным. По мере продвижения струи происходит ее торможение окружающей жидкостью и наряду с этим вовлечение последней в движение. Поэтому на некотором расстоянии 1 поперечное сечение ядра течения с равномерным распределением скоростей уменьшается до нуля, а вокруг него образуется струйный пограничный слой, в котором скорость асимптотически изменяется от значения Ыд до нуля при удалении от оси струи. Участок длиной состоящий из ядра и струйного пограничного слоя, называют начальным участком свободной струи. За сечением х — лежит относительно небольшой переходный участок. [c.378]

Опишем структуру затопленной свободной струи (рис. 10-26). Начало струи совпадает с выходным сечением трубы или насадка. Это выходное сечение называют здесь начальным сечением струи. На протяжении от начального сечения до так называемого переходного сечения имеется ядро струи, или ядро постоянных скоростей (где скорости по длине потока считаются постоянными). Во всех точках этой области скорости можно считать одинаковыми (равными Uq). Как показывает опыт, ядро ограничено с боков практически прямыми линиями. Эти прямые линии отделяют ядро от окружающего его так называемого турбулентного струйного пограничного слоя, в пределах которого скорости изменяются, как показано на рис. 10-26. [c.402]

Заметим, что из опытов с моделью камеры при/, = 760 им, /) = 380 мж, D(,= 190 мм при разных конструкциях ввода воздуха значение а оставалось примерно постоянным и равным а = 1,16-10 . При обработке одного из опытов (1 = 690 мм, D = 640 мм, D = 320 мм) Е. А. Нахапетян получено а =2,47 -10 -По-видимому, значение величины а, как и коэффициента структуры свободной турбулентной струи а, подлежит определению в каждом конкретном случае и зависит, главным образом, от геометрической конфигурации камеры. Уточнение этого во проса должно быть получено в результате обработки значи- [c.183]

Таким образом, истечение струи рабочей жидкости из струйной трубки может происходить в среду с меньшей плотностью (в атмосферу) или главным образом в среду с равной плотностью (в рабочую жидкость). Струя несжимаемой рабочей жидкости, движущаяся в среде меньшей плотности, называется свободной незатопленной струей. Такая струя, двигаясь в воздухе, нарушает свою компактность, дробится на отдельные струйки, в которых содержится воздух. Струя несжимаемой рабочей жидкости, движущаяся в среде равной плотности, называется свободной затопленной струей. Такая струя, двигаясь в жидкости, не распадается на отдельные струйки. Однако в турбулентной затопленной струе, кроме осевого движения частиц, существует еще и поперечное их движение. Из-за этого между струей и окружающей ее средой происходит обмен частицами через пограничный слой, вызывающий увеличение массы движущегося потока и постепенное уменьшение скорости струи. На рис. 5.20 изображена структура свободной затопленной струи. Можно заметить, что процесс обмена масс не сразу охватывает всю струю. В начальном участке струи на-350 [c.350]

Рис. 5.20. Структура свободной затопленной струи

В последние 3-4 десятилетия произошли существенные изменения в понимании природы турбулентности в свободных струях, слоях смешения, следах и пристеночных течениях, связанные с открытием крупномасштабных когерентных структур. Когерентные структуры - это крупномасштабные периодические вихревые образования, которые возникают вследствие неустойчивости слоев смешения, развиваются и взаимодействуют друг с другом на фоне мелкомасштабной турбулентности. Эти структуры имеют масштабы, соизмеримые с поперечным размером слоя смешения, и характеризуются достаточно большим временем существования. Интерес к изучению когерентных структур обусловлен их важной ролью в процессе турбулентного перемешивания, горения и генерации аэродинамического шума. Наиболее важным аспектом существования этих структур в струйных течениях является возможность управления турбулентностью с помощью прямого воздействия на эти структуры. [c.7]

При сравнительно малых расстояниях сопла от экрана увеличение вдоль по потоку масштаба вихрей в слое смешения и соответствующее уменьшение (примерно на порядок) их частоты не могут происходить за счет попарного слияния вихрей, как в случае свободной струи. При этом реализуется так называемое коллективное взаимодействие вихрей, когда вместо попарного слияния происходит множественное слияние вихрей [5.10]. После коллективного взаимодействия характерная частота следования крупномасштабных структур в радиальной пристеночной струе остается неизменной. Это подтверждается, в частности, измерением спектров пульсаций поверхностного трения на экране [5.3]. [c.145]

Наиболее распространенные способы демпфирования такого рода колебаний сводятся либо к ослаблению регулярных вихреобразований в слое смешения свободной струи, либо к ослаблению воздействия колебаний в свободной струе на колебания в обратном канале [5.5]. Первое достигается сообщением пограничному слою в начальном сечении струи азимутальной неоднородности, что в конечном счете ослабляет или разрушает кольцевые вихри (когерентные структуры) второе - с помощью отверстий в стенках диффузора вблизи его входной кромки. [c.151]

Каждая из взаимодействующих струй на участке от среза сопла до места соударения будет распространяться так же, как если бы другая струя вовсе отсутствовала. Поэтому оси струй на указанных участках являются прямолинейными, а их структура не отличается от структуры свободных затопленных струй. Поскольку до места соударения струи эжектируют жидкость из окружающего пространства, в соударении и образовании результирующего струйного течения участвуют как струи постоянной массы, так и вовлеченные (эжектированные) массы жидкости. Таким образом, две результирующие струи, образующиеся в общем случае при свободном соударении, содержат части струй постоянных масс и эжектированные массы и развиваются далее как свободные затопленные струи. [c.132]

Структура струй. При достаточно большом числе Рейнольдса, например Ке > 1200 [60, стр. 57], свободные однородные струи обычно становятся турбулентными. Структуру такой струи, вытекающей из круглого отверстия, в общих чертах можно описать следующим образом. [c.394]

Эти представления позволяют объяснить волновую структуру свободной воздушной струи, фотография которой приведена на рис. 166. На этом рисунке мы видим, что косые лп-Н1 й разрежения н уплотнения проходят друг через друга и, [c.264]

Эти представления позволяют объяснить волновую структуру свободной воздушной струи, фотография которой приведена на рис. 248. На этом рисунке мы видим, что косые линии разрежения и уплотнения проходят друг через друга и, дойдя до свободной границы струи, отражаются от нее линии разрежения при отражении от границы струи переходят в линии уплотнения и, наоборот, линии уплотнения переходят в линии разрежения. В случае истечения газа из круглого отверстия со сверхзвуковой скоростью в пространство, где давление меньше, чем давление в струе, при [c.421]

Видно, что на начальном участке средние значения и совпадают, но при удалении ударной волны от преграды давление на подложке падает значительно сильнее. Так на расстоянии го 1к в свободной струе давление еще не успевает значительно уменьшиться и в среднем равно давлению вблизи среза сопла, а в условиях натекания на подложку на этом расстоянии оно уже примерно вдвое ниже, чем на срезе сопла. Такая картина характерна не только для расчетного режима, но и для нерасчетных режимов истечения. Таким образом, введение подложки вносит некоторые изменения в структуру потока, хотя на участках 2о < 4/2 и > 15/г значения р и р совпадают. [c.66]

В природе и технике широко распространены течения жидкостей с тангенциальным разрывом скорости. Течения жидкостей одинакового агрегатного состояния по обе стороны поверхности тангенциального разрыва называются струйными. Свободные струи не ограничены стенками. Характерным примером свободной турбулентной струи является поток газов, истекающих из сопла реактивного двигателя в атмосферу. На рис. 17.1 схематично показаны условные границы такой струи и мгновенная фотография ее турбулентной структуры (под осью) с некоторыми ее характеристиками. [c.326]

Опишем структуру затопленной свободной струи (рис. 10-26). Начало струи совпадает с выходным сечением трубы или насадка. Это [c.348]

Из многочисленных аспектов тео зии струи, к которым относятся вопрос о ее структуре (т. е. о поле скоростей в струе), о высоте и дальности ее полета и об ее динамическом воздействии на твердые стенки, мы коротко рассмотрим два первых, и то лишь для случая свободной затопленной струи. [c.135]

Дадим прежде всего качественное описание структуры течения затопленной свободной, т. е. не стесненной стенками, турбулентной струи, вытекающей из плоского или круглого сопла (рис. 197). Если сопло надлежащим образом профилировано, то распределение скоростей в его выходном сечении будет равномерным. По мере продвижения струи происходит ее торможе- [c.415]

Добавляя в пристеночную область турбулентного потока воды или воздуха (жидкости или газа) соответствующим образом подобранные частицы, можно, как показывает эксперимент, существенным образом (на 60—80%)снизить гидродинамическое сопротивление. Заметим, что введение таких частиц в струи, след и другие потоки свободной турбулентности (в которых нет стенок) также сильно влияет на их структуру, например пожарная струя делается более компактной и более дальнобойной и пр. [c.344]

В зависимости от условий вытекания жидкости из отверстий различают малые и большие отверстия в тонкой и толстой стенке. К малым относят отверстия, размер (диаметр с1) которых меньше 0,1 Н (Н — действующий напор). К большим относят отверстия, высота /г (диаметр й) которых превышает 0,1 Н. Отверстием в тонкой стенке (рис. 6.1) считается такое, которое имеет края с заостренной кромкой. При этом стенка не оказывает воздействия на структуру и форму вытекающей струи, преодолевающей в связи с этим лишь местные сопротивления. Отверстием в толстой стенке считают отверстие в такой стенке, при вытекании из которого струя до получения свободного падения преодолевает местные гидравлические сопротивления и сопротивления по длине. Стенка считается толстой если ее толщина Ь больше трех диаметров отверстия й. Разновидностью отверстий в толстой стенке являются насадки— короткие внутренние или наружные патрубки, размещенные у отверстия в тонкой стенке. [c.73]

В последние годы исключительно широкое распространение получили оптические методы исследования различного рода физических явлений и процессов в прозрачных средах. К таким явлениям следует отнести образование скачков уплотнения в аэродинамических трубах при обтекании моделей сверхзвуковыми потоками газа, различные процессы теплообмена (свободная конвекция, термодиффузия, образование температурных полей вокруг нагретых тел и др.), деформацию фронта световой волны из-за неоднородности прозрачного исследуемого объекта, вариации показателя преломления (давления, плотности) вследствие каких-либо причин и т. д. Значительный интерес представляет определение параметров плазменных струй, а также изучение полей напряжений оптических моделей под действием приложенных к ним сил, исследование микрорельефа поверхности, структуры тонких пленок и другие вопросы. [c.3]

Таким образом, указанными опытами установлено, что наличие примеси тяжелых частиц существенно влияет на структуру свободной струи под воздействием твердой (а также капелыю-жидкой) примеси свободная струя становится уже и дальнобойнее. [c.315]

В настоящее время накоплен экспериментальный материал по структуре свободной струи, истекающей из сопел различного профиля и сечения при разных расходах кислорода. В качестве примера на рис. 54 приведены данные по структуре струи (распределению скоростей и давлений по ее сечениям) для фурмы с цилиндрическим соплом диаметром 47 мм при расходе кислорода 59 м 1мин. Отмечается резкая неравномерность распределения скоростей и давлений в поперечных сечениях вблизи выхода из сопла (на расстоянии 200—400 мм, т. е. 4—8 диаметров сопла или калибров). [c.164]

Структура потока в пространстве перед слоем. Промышленные аппараты отличаются именно тем, что вход потока в их рабочее пространство осуществляется через относительно небольшое отверстие (рис. 10.1, а). Если нет никаких специальных устройств для раздачи потока на все сечение сразу после входа, то, как было уже отмечено в гл. 1, внутри аппарата образуется свободная струя. При этом структура ее зависит как от отношения площадей Г, /Го. так и от относительного расстояния от входного отверстия Яц = HglDf, до рабочего слоя. Некоторое представление о структуре потока после входа в аппарат, как при отсутствии сопротивления, рассредоточенного по сечению, так и при его наличии (плоской решетки) было дано на основе результатов опытов (см. рис. 7.2). Приведем некоторые дополнительные сведения о течении струи в надслойном пространстве аппарата, полученные на основе результатов ряда исследований [105, 127, 1341. [c.268]

Если давление насыщенных паров Р в кавитационных пузырьках меньше давления P низконапорной среды, то под действием разности этих давлений происходит схлопывание - коллапс пузырьков и каверн кавитационной области. Под действием давления Р,. низконапорная среда занимает объем этих кавитационных пузырьков и каверн. Низконапорная среда, проникая из окружающего пространства в потенциальное ядро струи, состояпще из высоконапорной кавитирующей жидкости, образует вместе с последней турбулентный пограничный слой струйного течения. Таким образом, данное струйное течение состоит из потенциального ядра кавитирующей жидкости и турбулентного пограничного слоя, содержащего смесь низконапорной и высоконапорной сред. После полного замещения низконапорной средой паровой фазы в пузырьках и кавернах кавитационного потенциального ядра струйное течение, начиная от сечения 0-0 (см. рис. 5.1, б), приобретает структуру свободной турбулентной струи, параметры которой за сечением 0-0 рассчитываются по методу в гл. 4, а процесс эжекции низконапорной среды кавиз ирующей жидкость описывается следуюпщй системой уравнений, в которую входят уравнения [c.148]

Таким образом, из всего изложенного вь ше следует, что структура кавитационной свободно истекающей струи, представленная на рис. 5.1, 6, подобна структуре турбулентной струи в том, что она имеет потенциальное ядро и расширяющийся пограничный слой, состоящий из высоконапорной и низконапорной сред. Основное отличие струйного течения кавитирующей жидкости от струи некавитирующей [c.154]

Когерентные структуры в импактных струях. Наличие когерентных структур в струе особенно наглядно проявляется при натекании дозвуковой турбулентной струи на экран. Здесь при достаточно больших дозвуковых скоростях истечения и не очень больших расстояниях сопла от экрана (xo/d < 7,5) возникают мощные автоколебания с частотой, близкой к частоте предпочтительной моды свободной струи (St = 0,3 - 0,4). Эти автоколебания воспринимаются в дальнем акустическом поле струи как [c.143]

Акустическая обратная связь, обнаруженная в свободных струях, (см. гл.1), здесь существенно усиливается. Установлены две ветви петли обратной связи - конвектируемые вниз по потоку когерентные структуры и распространяющиеся вверх по потоку волны давления, генерируемые соударениями крупномасштабных когерентных структур с экраном. Эти волны с частотой, соответствующей частоте крупномасштабных когерентных структур, возбуждают слой смешения вблизи сопла, что приводит к резкому усилению крупномасштабных когерентных структур. Харакгерный период автоколебаний определяется скоростью конвекции когерентных структур U , скоростью распространения вверх по потоку волн давления (скоростью звука), а также расстоянием между соплом и экраном. [c.144]

Турбулентные струи образуются при истечениях жидкости из отверстий и сопл в среду с теми же физическими свойствами, что и у вытекающей струи. Если за пределами сопла отсутствуют ограничивающие струю поверхности (твердьЕе или свободные), то струя называется свободной, в противном случае — ограниченной или полуограничениой. Структура свободной турбулентной струи показана на рис. 1.44. Качественно она одинакова для плоской и круглой струй. Если сопло надлежащим образом профилировано, то профиль скоростей на срезе сопла равномерный. На расстоянии / , называемом начальным участком струи, сохраняется ядро течения с равномерным распределением скоростей. Между ядром и внещней средой образуется струйный пограничный слой. На расстояниях от среза сопла больших, чем / , ядро исчезает и пограничный слой занимает всю зону течения. Этот участок струи называют основным. [c.49]

Незатопленная, свободная струя, изливающаяся в воздушную среду, в конечном итоге, если она на своем пути не встретит преграду, постепенно теряет структуру и ударную силу. Принято выделять четыре участка течения струи. I — компактный, длина которого равна примерно пяти диаметрам насадка скорость жидкости на этом участке равна скорости жидкости в насадке. И — участок перехода, равный примерно восьми диаметрам насадка на этом участке скорость жидкости по оси потока равна скорости выхода из насадка. П1—участок установившегося потока — основной участок струи на этом уч астке происходит постепенное расширение струи, ее аэрация и длина его составляет примерно 100— 450 диаметров насадка. На IV, конечном, участке скорость струи падает до 0,3 м/с и струя распадается. [c.133]

Структура плоско-параллельной струи за соплом при давлении окружающей среды рнз показана на рис. 13.16, а. Перерасширенная струя (линия тока Л—Т) сжимается ударно на косых скачках уплотнения СВ и СгВ до давления окружающей среды Рг=Рнз и течет к оси в области 2, отделенной от окружающей среды границей свободной струи СА и Вторично эта струя ударно сжимает- [c.252]

С целью учета образования и распределения в свободно истекающей турбулентной среде жидкой и газовой фаз многокомпонентной смеси, образующейся из высоконапорной и низконапорной сред, вышеописанная модель дополняется моделью структуры пограничного слоя струи, в основу которой положена ячеичная модель потока [31, в каждой ячейке которой поток идеально перемешивается. [c.102]

Использование модели длины пути перемешивания в более сложных случаях является затруднительным. Во-первых, эмпирические константы, входящие в эту модель, оказьшаются не столь универсальными как для осевых течений во-вторых, в некоторых случаях при расчетах необходимо иметь сведения о турбулентной структуре закрученного потока. В связи с зтим в последние годы получили распространение усложненные полу-эмпирические методы, основанные на решении уравнений осред-ненного и пульсационного движений в совокупности с гипотезами полуэмпирического характера. Использование этих моделей для расчета свободных течений с поперечным сдвигом, потоков в кольцевых и криволинейных каналах, в циклонад, в закрученных струях дает удовлетворительные результаты [47]. [c.116]

Встречная диффузия продуктов горения замедляет проникновение воздуха к центральным частям струи и тем самым уменьшает скорость распространения пламени. Если струя горючего газа движется турбулентно, то чем крупнее масштаб турбу лентности, тем быстрее пульсирующие объемы воздуха проникнут к центральным частям струи, создадут очаги горения, каждый из которых будет иметь собственный фронт пламени. Горение в очагах может носить характер горения смеси, если перемешивание предваряет воспламенение или если оно происходит так, что горючий газ и воздух, поступая навстречу друг другу, образуют фронт пламени. Продукты горения в этом объеме, заполненном очагами горения, диффундируют внутри факела и в конце концов выносятся за его пределы. Если к горючему газу примешать часть воздуха (долю его количества, необходимого для горения), то вблизи сопла образуется фронт пламени, аналогичный фронту пламени при горении смеси, и далее горение носит очаговый характер. Из изложенного следует, что случай горения свободной турбулентной струи газа в воздухе приводит к более сложной структуре факела, чем при горении смеси. [c.111]

Подобный механизм интенсификации конвективного теплообмена, как показали опыты с использованием оптической неоднородности среды, имеет место и при свободной конвекции. При одинаковой температуре поверхности шероховатых и гладких труб картина движения воздуха около них различна (см. рис. 2-7, б). Так например, неодинакова структура пограничного слоя на боковых частях шероховатых и гладких труб (для гладких количество темных полос меньше). На шероховатых трубах больше угол отрыва ф вихрей с верхней части трубы, шире угол Р, в котором они поднимаются вверх, больше толщина Ь столба нагретого воздуха над трубой. Для воды яа 20° С) максимальная интенсификация теплообмена шероховатостью также имеет место и происходит при (Gr-Pr) rf 5-10, что соответствует диаметру, равному 10 AtAi. В этих условиях наблюдалось более интенсивное размытие подкрашенных струй около шероховатых труб. [c.74]

Кастлмэн и др. [3201 обнаружили в масс-спектре свободно расширяющейся струи смеси водяного пара с газом-носителем (Аг, Не, GOj) ионы (HjO),,, имеющие аномальную концентрацию при п = 2, 26, 28, 30, и объяснили эти аномалии клатратным строением кластеров. По их мнению, клатраты получались после ионизации в квадрупольном масс-спектрометре первичных агрегаций, образующихся в струе. О клатратной структуре иона (H20)ai с нейтральной молекулой в ловушке уже говорилось. Ион Н (Н20)гв рассматривали как слегка деформированную клатратную структуру, составленную из двадцати четырех молекул воды (в виде плоских [c.108]

Согласно Кастлмэну и др. [320], клатратные структуры образуются при ионизации кластеров, возникающих и растущих в свободно расширяющейся струе водяного пара путем тройных соударений. Рост кластеров прекращается, если они становятся вибрацион-но горячими благодаря выделению энергии при последовательном присоединении молекул. Избыточная энергия может также приобретаться при спонтанной структурной перестройке кластера с образованием дополнительных водородных связей. Это может привести к вибрационному нагреванию кластера и его мономолекуляр-ному распаду, если в течение характеристического времени распада не произойдет достаточного числа охлаждающих столкновений. Следовательно, после реорганизации структуры возможно прекращение дальнейшего роста кластеров. [c.108]

Чтобы полностью исключить влияние подложки, Фарж и др. [307J изучали электронную дифракцию от кластеров Аг, Ne, Кг и Хе, вырастающих непосредственно в свободно расширяющейся струе газа. Электронограммы показали зависимость структуры кластеров от их размера при числе атомов < 50 возникают полиикосаэдрические аморфные агрегации, в интервале 50 тг< 800 образуются многослойные икосаэдры, а при тг>800 частицы имеют ГЦК-структуру. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...