Затопленная свободная турбулентная струя

Рис. 10-26. Схема затопленной свободной турбулентной струи

Затопленная свободная турбулентная струя. Струя, попадая в массу окружающей ее жидкости, постепенно расширяется и в конечном счете рассеивается в жидкости (рис. 10-26). Рассматривая такую струю, мы должны различать ее границу, т.е. поверхность раздела, отделяющую саму струю от окружающей ее жидкости. [c.401]

Законы Ньютона (внутреннего трения) 135 Замкнутый поперечный профиль 247, 259 Затопленная свободная турбулентная струя 401 [c.655]

Приближенные схемы и основные расчетные зависимости для затопленной свободной турбулентной струи несжимаемой жидкости. Согласно опытам, уже на небольшом расстоянии от начального сечения в струйном пограничном слое профили продольной скорости приобретают форму, характерную для автомодельного течения. Поэтому в практических приложениях часто вместо полной схемы струи с тремя участками, используется упрощенная схема (рис. 22, б). В этой схеме исключается из рассмотрения переходной участок. При этом вместо двух ограничивающих его сечений рассматривается одно, называемое переходным. Границы пограничного слоя принимаются линейными. Продолжив внешние границы струи на основном участке до пересечения с ее осью, получаем в точке О пересечения полюс основного участка струи. [c.85]

Свободные струи могут быть ламинарными й турбулентными. В практике чаще приходится иметь дело с турбулентными струями (затопленными и не-затопленными). Ниже, не излагая имеющейся теории свободных турбулентных струй, приведем только некоторые общие сведения из этой области, а также поясним наиболее важные расчетные зависимости, относящиеся к затопленным турбулентным струям. [c.401]

Схема струи, после того как она прилипла к стенке, представлена на рис. 16. В струе имеется ядро постоянных скоростей I (так же, как и у свободной затопленной турбулентной струи, см. стр. 12), которое не подвергается воздействию окружающей среды. Есть также внешняя зона смешения 2, аналогичная пограничному слою в свободной турбулентной струе. [c.19]

В струях возможен ламинарный и турбулентный режим. На практике чаще приходится встречаться с турбулентными струями (затопленными и незатопленными). Не излагая имеющейся теории свободных турбулентных струй, приведем лишь некоторые общие сведения из этой области и наиболее важные расчетные зависимости, относящиеся к затопленным струям. [c.158]

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]

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]

Свободные затопленные турбулентные струи [c.327]

Рис. 8.1. Схема движения свободной затопленной турбулентной струи

Таблица 8.1. Расчетные соотношения для свободной затопленной турбулентной струи

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]

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]

Шум свободной затопленной турбулентной струи при дозвуковых скоростях истечения создается в результате крупномасштабного и мелкомасштабного турбулентного перемешивания частиц газа, скорость которых близка к скорости истечения, с частицами окружающего газа. [c.27]

Свободная турбулентность. Затопленные струи. Дальний след [c.560]

Аналогично в случае затопленных струй кавитация может происходить в области больших напряжений сдвига на границе между струей и окружающей жидкостью. При больших числах Рейнольдса слои смешения как в следах, так и струях турбулентны. Поэтому наступление кавитации связано с минимумом среднего давления. Но в одном отношении эти явления более резко выражены, чем в турбулентном пограничном слое. Свободная турбулентность в следах и струях может привести к значительно большему разбросу измеряемых значений Кг при постоянной средней скорости, чем турбулентность пограничных слоев. Кроме того, как свободная турбулентность, так и турбулентность вблизи стенки могут зависеть от различных факторов, вызывающих задержку по времени и другие проявления масштабного эффекта. [c.275]

Наиболее полно исследованы характеристики свободных затопленных турбулентных струй. Для воздуха такая струя при малых скоростях течения имеет такие же характеристики, как и для жидкостей. [c.467]

В основе полуэмпирических теорий турбулентных струй лежит ряд предположений. Например, принимается, что статическое давление для всех точек свободной затопленной струи одинаковое. [c.467]

В дальнейшем будут рассматриваться только свободные затопленные турбулентные струи, поэтому для краткости они будут именоваться просто турбулентными струями. [c.12]

Сточные воды, выходящие из выпуска или поступающие в горизонтальный отстойник, представляют собой турбулентные затопленные струи. Для затопленной свободной струи характерны два участка начальный и основной эти участки разделяются переходным сечением (рис. 7.6). [c.168]

В книге обобщены исследования по аэроакустике и аэроакустическим характеристикам затопленной, спутной, соосной струй и струй, истекающих из сопел различных конфигураций. Изложена теория малых вихревых, энтропийных и акустических возмущений в неоднородном потоке сжимаемого газа. Рассмотрены основные источники шума. Дан метод расчета интенсивности излучения шума различными участками турбулентной струи. Приведены решения задач о шуме профиля, свободного ротора при дозвуковых, около- и сверхзвуковых скоростях и др. [c.376]

Особенностью свободной затопленной струи при турбулентном режиме течения является ее турбулентное перемешивание с окружающей неподвижной средой. По мере продвижения вперед струя увлекает за собой все большую массу неподвижной среды, которая тормозит течение на границе струи. В результате подторможенные частицы струи вместе с увлеченными ими частицами окружающей среды (присоединенной массой) образуют турбулентный пограничный слой, толщина которого по мере удаления от начального сечения непрерывно возрастает. При этом происходит непрерывное сужение центрального ядра струи (ядра постоянных скоростей) до полного ее исчезновения, а пограничный слой распространяется на все сечение струи. Таким образом, размывание струи сопровождается не только ее расширением, но и уменьшением скорости по оси (рис. 1.46). [c.49]

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]

Свободная затопленная струя возникает при истечении жидкости из отверстия или насадка. Вследствие турбулентности свободная струя частично смешивается с окружающей ее неподвижной жидкостью и увлекает прилегающие слои жидкости за собой. Поэтому расход через поперечное сечение струи по мере удаления от источника возрастет. Так как во всей области затопленной струи давление всюду одинаково, то количество движения по длине струи остается постоянной величиной. [c.349]

Свободная затопленная струя, вытекающая из круглого отверстия или плоской щели. Внешний вид струи хорошо наблюдается в виде клубов дыма, выходящих из трубы в безветренную погоду. Будем считать жидкость несжимаемой (для вентиляционных струй это условие выполняется полностью), а режим течения — турбулентным. [c.259]

Это условие есть закон турбулентного трения в свободной затопленной струе. [c.15]

Общая схема свободной затопленной струи несжимаемой жидкости. Струя-источник. Жидкость, поступая из отверстия в покоящуюся среду, за счет действия сил вязкости (при ламинарном режиме течения) или наличия поперечных пульсаций скорости (при турбулентном истечении) вовлекает в движение (эжектирует) частицы среды. В результате образуется затопленная струя, состоящая из струи постоянной массы, расход которой равен расходу. вытекающему из отверстия, а также из вовлеченных в движение массы жидкости. Вследствие эжекции масса струи и ее ширина по мере удаления от начального сечения возрастают. Струя постоянной массы, вовлекая в движение частицы окружающей жидкости, передает им часть собственного импульса. Поэтому скорости струи с удалением от начального сечения уменьшаются. Суммарный импульс же струи в различных ее сечениях практически остается постоянны. . Статическое давление в разных точках струи изменяется несущественно и приблизительно равно давлению в окружающем пространстве, т. е. свободную струю можно считать изобарической. [c.80]

НИИ достигает минимума, так что на участке АС оно падает, а на участке СЕ возрастает. Такие же изменения давления вдоль поверхности тела имеют место и в пограничном слое (так как поперек пограничного слоя давление почти не меняется). Следовательно, на участке СЕ жидкость в пограничном слое должна двигаться по направлению возрастания давления, что приводит к ее торможению. Наиболее сильно это торможение сказывается, конечно, на частицах жидкости, движущихся около самой поверхности цилиндра, т. е. обладающих наименьшей скоростью. В некоторой точке О вниз по потоку эти частицы останавливаются, а за точкой О даже двигаются вспять по сравнению с более удаленными от поверхности цилиндра и поэтому еще не заторможенными частицами. Образующееся у поверхности тела за точкой О возвратное течение оттесняет внешнее течение от поверхности цилиндра — происходит, как говорят, отрыв пограничного слоя от обтекаемой поверхности с образованием в жидкости поверхности раздела ОР. Если пограничный слой до отрыва был ламинарным, то после отрыва он ведет себя как свободная струя в затопленном пространстве и быстро становится турбулентным (при заметно меньших Не, чем не отрывавшийся пограничный слой, так как наличие стенки действует на течение стабилизирующим образом). Поверхность раздела ОРу являющаяся поверхностью тангенциального разрыва скорости, весьма неустойчива (см. ниже) и свертывается в один или несколько вихрей. В области РОЕ за поверхностью раздела около цилиндра образуется крупный вихрь второй такой же вихрь образуется в нижней части цилиндра. Эти вихри попеременно отрываются от поверхности цилиндра и уносятся вниз по течению на их месте образуются новые вихри. [c.71]

Струю газа (жи кости) принято называть свободной и затопленной, если она не ограни чена твердыми стенками и распространяется в пространстве, заполненном средой тех же физических свойств, что и вещество струи. В топочной технике мы имеем дело со свободной затопленной струей при сжигании газов, жидкого и пылевидного топлива. При этом струь всегда турбулентна, так как скорость ее истечения в топочную камеру значительно превышает критическую скорость. [c.90]

Т ечение свободной затопленной струи, вытекающей из сопла в свободное пространство (рис. 6), сопровождается вовлечением в струю движущимися вихревыми массами у поверхности в струю частиц газа из окружающей среды. Толщина турбулентного пограничного вихревого слоя возрастает в направлении течения. [c.24]

Законы Ньютона (внутреннего трения) ПО Замк утый поперечный профиль 208, 218 Затопленная свободная турбулентная струя 348 [c.585]

Определим характер изменения продольной скорости Ытах на оси свободной затопленной турбулентной струи. Так как статическое давление в любой точке струи есть величина постоянная, количество движения массы жидкости в единицу времени будет неизменным во всех сечениях струи , в том числе и в начальном. Следовательно, можно записать [c.333]

Отставание общей теории турбулентных течений приводит к тому, что при изучении турбулентных струй широкое распространение получили различные полуэмпирические методы. Одним из них является расчет свободных турбулентных течений путем замены дифференциальных уравнений пограничного слоя эквивалентными уравнениями типа теплопроводности. Этот метод, предложенный в разное время в работах i[JI. 1, 2 и др.], получил широкое развитие в исследованиях, проводимых в Институте энергетики АН Каз. ССР и в Каз. Гу имени С. (М. iKnpoBa Л. 3—5]. Предметом этих исследований явился ряд струйных течений, таких, как затопленные струи конечного размера, струи в спутном и встречном потоках и др. Значительное место в этих работах занимало также изучение механизма смешения в турбулентных потоках. [c.340]

Выражение (12.45) для Ьр также получено С. Л. Трескуновым и на основании принятия другой исходной гипотезы. Считается, так же как и ранее, что ширина струи пренебрежимо мала по сравнению с радиусом кривизны оси струи. При этом условии принимается, что для каждой из струй при их встрече сохраняется то же количество движения, что и в выходном сечении соответствующего канала, из которого вытекает струя. Такое предположение, справедливое для свободных турбулентных затопленных струй, применительно к рассматриваемой схеме течения, представляется условным (оно использовалось и в других случаях, когда исследовалось движение струй со слабо искривленной осью [91]). Согласно принятой гипотезе количество движения результирующей струи в сечении 2—2 (рис. 12.7, а) [c.140]

Модель турбулентной вязкости, введенная Буссинеском, хорошо себя зарекомендовала для описания свободных турбулентных течений, например осесимметричных струй [144]. Однако если для турбулентной струи Шлихтинга предположение о постоянстве турбулентной вязкости представляется естественным из-за узости области струи, то для течения, поронаденного взаимодействием вихревой нити с плоскостью, вихревую вязкость более реально считать переменной — нулевой на плоскости и максимальной на оси. То же самое можно сказать, например, о течении, порожденном затопленной струей, вытекающей из отверстия в плоской стенке. Опытные данные [21, 256] свидетельствуют о том, что турбулентной является лишь узкая приосевая коническая зона, тогда как во внешней области турбулентность практически отсутствует. [c.144]

Указанные работы выявили характер распределения скоростей в поперечных сечениях и по оси в затопленных турбулентнь1х струях и показали, что при выборе соответствующих масштабов для скорости и линейного размера удается получить универсальные зависимости безразмерной скорости от безразмерного расстояния, несколько изменяющиеся при изменении формы начального поперечного сечения струи для профиля осевой скорости и единые — для профилей скорости в поперечных сечениях. - Однако, будучи чисто эмпирическими, эти исследования не обладали ни полнотой, ни общностью. Появившаяся в- 1925 г. полуэмпирическая теория свободной турбулентности Л. Прандтля, использующая гипотезу поперечного переноса импульса с постоянным путем смешения, почти десять лет оставалась вне поля зрения специалистов по струям. Между тем уже в 1926 г. В. Толлмин, основываясь на теории Пран тля, решил три задачи о турбулентных струях для идеализированных схем [c.811]

Струйное движение. Если струя металла, истекающая из подводящего литника, распространяется в среде той же плотности и не контактирует с твердыми поверхностями (крупная отливка), то такую струю называют затопленной. Ее развитие происходит по законам свободной турбулентности. На выходе из подводящего канала границы струи в металле расходятся под углом ф = 30-7-35°, вовлекая в движение окружающие объемы металла (рис. 4). При распространении крупных осесимметричных струй максимальная осевая скорость Ищах и длина 0 основного участка струи равны [c.14]

Опыты показывают, что двпк<ение свободной затопленной струи (рис. 8.1) происходит при постоянном давлении в любой ее точке, равном давлению окружающей среды, В непосредственной близости от начального сечения 1—1 располагается область течения, представляющая собой сочетание зоны постоянных скоростей, равных скорости истечения Но, и зоны, в пределах которой скорость асимптотически уменьшается от о до нуля . Зону постоянных скоростей часто называют ядром течения (ядром струи), зону переменных скоростей — струйным турбулентным пограничным слЪем. [c.328]

Возникновение Т. при обтекании ТВ. тел может проявляться не только в виде турбулизации пограничного слоя, но и в виде образования турбулентного следа за телом в результате отрыва пограничного слоя от его поверхности. Турбулизация пограничного слоя до точки отрыва приводит к резкому уменьшению полного коэфф. сопротивления тела. Т. может возникнуть и вдали от тв. стенок при потере устойчивости поверхности разрыва скорости (напр., образующейся при отрыве пограничного слоя или являющейся границей затопленной струи или поверхностью разрыва плотности) или при потере устойчивости распределения плотности жидкости в поле тяжести, т. е. при возникновении конвекции. Англ. учёный Дж. У. Рэлей установил, что критерий возникновения конвекции в слое жидкости толщиной к между двумя плоскостями с разностью темп-р дТ имеет вид Яа= ё к ЬТЬх, где g — ускорение свободного падения, р — коэфф. теплового расширения жидкости, X — коэфф. её температуропроводности. Критич. число Рэлея Лвкр имеет значение 1100—1700. [c.770]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...