Вихри свободные

Суммарная скорость, индуцированная нестационарным присоединенным вихрем, свободными вихревыми шнурами и вихревой пеленой, [c.283]

Если вихрь свободный, то отн = о, и, следовательно, 0 в этом случае нет внешней концентрированной силы, действующей на завихренную жидкость. Если Ч= 0) то на завихренную жидкость действует сила, определяемая формулой (27.14). [c.301]

Т. е. когда компонента интенсивности вихря свободного потока исчезает в направлении, перпендикулярном F. Это всегда имеет место, если на поверхности потенциальная скорость равна величине р =. [c.361]

Рассмотрим начальный момент времени = 0. При = О существуют только присоединенные вихри. Свободных вихрей, сошедших с точки 5 (точки отрыва потока), нет. Скорость в расчетной точке Х/ вдоль направления внешней нормали к границе определится путем суммирования воздействия на нее всех вихрей [c.582]

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]

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]

По всей длине трубы полная температура в вынужденном вихре уменьшается от периферии к центру. Максимум ее совпадает с радиусом разделения вихрей. Полная температура в свободном вихре (г < г < г,) остается постоянной = Г, . Статическая температура имеет максимум, область расположения которого практически совпадает с радиусом разделения вихрей г- [I, 3, 7, 42, 46, 47, 50, 53, 54, 56, 94]. [c.27]

Вихревые термотрансформаторы Ранка, или вихревые трубы получили, пожалуй, самое большое распространение несмотря на достаточно низкую по сравнению с изоэнтропным детандером термодинамическую эффективность процесса перераспределения энергии между свободным и вынужденным вихрями. Прикладные вопросы расчета, проектирования и технического приложения вихревых холодильно-нагревательных аппаратов разработаны достаточно широко, хотя и не в полном объеме. Многочисленные работы, опубликованные в основном в периодических изданиях, несколько монографий по вихревому эффекту, патентная информация открывают большие возможности для совершенствования традиционных и освоения новых областей применения вихревого эффекта в целом и вихревых труб в частности. Успехи практического применения вихревого эффекта снизили интерес исследователей к более глубокому изучению этого чрезвычайно сложного явления газодинамики, физическая природа которого, а, следовательно, и исчерпывающий комплекс характерных особенностей, остаются пока до конца неизученными. Особенно мало публикаций по вихревому эффекту, связанных с изучением микро- и макроструктуры потока с использованием современных средств диагностики закрученных потоков. В определенной степени это объясняется не совсем правильным сло- [c.28]

Когерентность таких КВС связана с тем, что они рождаются строго периодически в области соплового ввода, где уровень осевых скоростей наиболее высок. Поскольку в противоточной вихревой трубе на фанице раздела свободного и вынужденного вихрей имеется разрыв осевой составляющей скорости и соответственно производная dV dr максимальна, то именно там и происходит сворачивание соприкасающихся слоев газа в спиралевидные жгуты, опоясывающие вынужденный вихрь и вращающиеся вместе с ним. Вихревые жгуты могут образовываться в несколько рядов (по радиусу) и по мере движения вдоль вихревой трубы попарно сливаться. При этом будет происходить их укрупнение и соответственно уменьшение частоты появления. Именно это и подтвердили опыты [109, 245]. Аналогичная ситуация наблюдалась и в слое смешения струй [216]. [c.124]

Минимальный радиус свободного вихря зависит от коэффициента скорости и физических свойств рабочего тела. Наличие интенсивно закрученного течения приводит к возникновению радиального градиента, величина которого в первом приближе- [c.168]

Г . Сопло имеет прямоугольную форму с высотой А и шириной Ь. Скорость вдува Допустим, что на входе окружная скорость имеет равномерный профиль. На некотором удалении от соплового ввода полностью сформированы свободный и вынужденный вихри с соответствующим распределением окружной скорости. Запишем уравнения сохранения расхода, кинетической энергии вращающегося газа и окружного момента количества движения [c.189]

В системе (4.71) должно быть учтено, что в свободном вихре скорость распределена по закону постоянства циркуляции [c.189]

Для двухатомного газа к= 1,4. Тогда предельно возможное падение давления составит (Д/ г)пр ,4. Иначе, давление перед дросселем в свободном вихре будет связано с давлением в сопловом сечении соотношением [c.210]

I, означающие по сути охлаждение периферийного свободного вихря для г = 0,7 при сравнительно малых значениях ц < 0,6 объ- [c.212]

По формуле (1Г) вычисляется скорость в момент времени t в любой точке М пространства из малой окрестности точки О, если в этот же момент известны скорость, вихрь скорости и тензор скоростей деформаций 5 в точке О. Формула (1Г) является обобщением на случай сплошной среды формулы (21) (см. 8 гл. 4) для скорости точки свободного твердого тела в общем случае его движения. Для твердого тела Уд = 0. Кроме того, для сплошной среды роль угловой скорости выполняет половина вихря вектора скорости в точке О. [c.216]

Вторая основная задача связана с исследованием динамической устойчивости стержней в потоке и определением критических скоростей потока. Комплексные собственные значения позволяют выяснить возможное поведение стержня при возникающих свободных колебаниях во всем диапазоне скоростей потока (от нуля до критического значения) и тем самым ответить на вопрос, какая потеря устойчивости (с ростом скорости потока) наступит, статическая (дивергенция) или динамическая (флаттер). Задачи динамической неустойчивости типа флаттера подразумевают потенциальное (без срывов) обтекание стержня (рис. 8.1,а), что имеет место только в определенном диапазоне чисел Рейнольдса. Возможны и режимы обтекания с отрывом потока и образованием за стержнем вихревой дорожки Кармана (рис. 8.1,6). Вихри срываются попеременно с поверхности стержня, резко изменяя распределение давления, действующего на стержень, что приводит к появлению периодической силы (силы Кармана), перпендикулярной направлению вектора скорости потока. [c.234]

Постоянство циркуляции в периферийном вихре позволило присвоить ему название потенциального, или свободного. [c.157]

В центробежном поле вихревого струйного течения имеются значительные по величине радиальные градиенты давления и температуры, направленные от оси к периферии, а по длине вихревого течения в свободном вихре температура торможения повышается, начиная от завихрителя, а давление снижается. [c.157]

Исходный газ, имеющий давление Р , температуру Г,, и компонептн. лй состав С, , истекает из сопла / (см, рис. 6.3) в вихревую камеру 2 термотрансформатора, содержащего также диафрагму 3 с отверстием 4 и дроссель 5, между которыми и стенками камеры энергоразделения 6 имеется кольцевое отверстие 7. В камере энергоразделения 6 из исходного газа образуются свободный Я и вынужденный 9 вихри. Свободный вихрь вихревой камеры 2 и камеры энергоразделения 6 и истекает через кольцевое отверстие 7. Вынужденный вихрь 9 находится в приосевой области струйного течения. Между свободным 8 и вынужденным 9 вихрями располагается пограничный слой К), состоящий из газа, перетекающего из [c.160]

В работе [С.70] развит метод расчета вихревог( следа несущего винта на режиме висения. Поскольку в случае висения поперечные вихри отсутствуют, моделью следа было множество продольных вихрей постоянной по длине интенсивности. Дальний след аппроксимировался отрезками кольцевых вихрей. Свободному следу соответствовало два оборота винта, а дальнему следу — 30 оборотов. Производился расчет формы всех продольных вихрей. Установлено, что деформация вихрей существенно влияет на распределение нагрузок (особенно в концевой части лопасти) и соответственно на аэродинамические характеристики винта. [c.679]

Определим вертикальную скорость ш в точке х несущего вихря (/), свободным вихрем, сбегающим с другого несущего 84 свободный вихрь с цир-стр. 205, 9Т0Т вихрь ннду- [c.218]

Практически все рассмотренные выще закручивающие устройства создают течения с центральным квазитвердым ядром. Окружная скорость в таких потоках равна нулкз на оси симметрии. Максимум окружной скорости для полностью вынужденного вихря расположен на его внещней фанице, для ограниченных течений практически вблизи внутренней поверхности канала. Для свободного (потенциального) вихря он расположен на более низкой по ращ1усу позиции, ближе к оси, но никогда не может совпадать с осью, ибо в этом случае окружная скорость должна была бы быть равной нулю. Более того, существует еще более жесткое термодинамическое офаничение по максимально допустимой окружной скорости, которая определяется полной температурой газа на входе в закручивающее устройство Г, и показателем изоэнтропы газа к [c.23]

Предположим, что под воздействием малого возмущения вихревое ядро отклонилось на расстояние ОО, от оси (см. рис. 3.20, . В этом случае осевая симметрия нарушается и периферийный вихрь 2 оказывается деформированным. Как следствие этого в тех областях, где радиальный размер свободного вихря уменьшился (точка А), осевые скорости и их фэдиент возрастают, что приводит к интенсификации образования КВС и увеличению сил трения. В диаметрально противоположной обла- [c.124]

Фультон [225] показал, что для свободного вихря = 0. Это означает, что отправные положения гипотезы Вебстера не совсем верны. Не соответствует она истине и по внешнему критерию оправдания. Согласно Вебстеру, прямоточная вихревая труба должна быть эффективнее противоточной, а зона максимальной разности температуры удалена от соплового ввода к дроссельному концу трубы, что не подтверждается результатами опытов [17, 40, 112, 116, 227]. [c.157]

По мере продвижения вдоль трубы под действием турбулентной вязкости окружной момент импульса снижается по экспоненциальной зависимости. Это приводит к уменьшению минимального радиуса распространения свободного вихря, к снижению радиуса разделения вихрей Гз и к росту давления в приосе-вой области. Возрастание давления в приосевой области по мере удаления от соплового ввода к дросселю вихревой трубы приводит к появлению осевого градиента давления в этой области, направленного от дросселя к сопловому вводу, т. е. к отверстию диафрагмы. Высокая степень анизотропной турбулентности, интенсивность которой в радиальном направлении значительно (примерно на порядок) превосходит интенсивность турбулентности вдоль оси [15, 18, 52, 62, 174, 191, 197, 244], обеспечивает энергомассоперенос, в процессе которого турбулентные моли, перемещаясь с одной радиальной позиции на другую, соверщают микрохолодильные циклы (рис. 4.5). [c.169]

С учетом законов распределения окружной скорости в вынужденном VJr = onst и свободном V r = onst вихрях выражение [c.184]

Одной из основных геометрических характеристик вихревой трубы является радиус разделения вихрей г . Физико-математическая модель, построенная на гипотезе взаимодействия вихрей, позволяет рассчитывать величину на режимах, когда истечение из отверстия сопла-завихрителя соответствует критическому. Для докритических режимов истечения обычно принимают rj = г, [116]. Это весьма жесткое допушение, так как оно исключает возможность формирования свободного квазипотенциального закрученного потока в узкой кольцевой зоне, прилегающей к внутренней цилиндрической поверхности камеры энергоразделе-ния. Практически это означает полное отсутствие возможности взаимодействия вихрей, так как будет существовать лишь один приосевой вынужденный вихрь, вращающийся как квазитвердое тело. Устранить это внутреннее противоречие можно, если в математическую модель ввести оценку значения rj, основанную на законах сохранения массы, энергии и момента количества движения с учетом особенностей турбулентного характера течения. Рассмотрим модель вихревой трубы с тангенциальным вдувом газа через щель сопла на внутренней поверхности трубы радиусом [c.188]

За расчетную схему примем наиболее общий случай течения в вихревой трубе с дополнительным потоком (рис. 4.7). В этом случае режим работы обычной разделительной вихревой трубы представляет собой предельный при О- Используем понятие элементарного объема вращающегося газа dQ. = V nrdr. Условие осевой симметрии обеспечивает отсутствие фадиентов в направлении угловой координаты ф. В сформированном потоке вихревой трубы радиальные скорости пренебрежимо малы. В процессе построения аналитической расчетной цепочки можно использовать принцип суперпозиции, т. е. независимость законов движения по нормальным друг к другу осям координат. Процесс энергообмена в сопловом сечении считаем заверщенным. Определим предельно возможные по разделению энергетические уровни потенциального и вынужденного вихрей. Длина пути перемешивания и фадиент давления определяют предельный эффект подофева приосевого турбулентного моля при его переходе на более высокую радиальную позицию. При этом делается допущение о переходе в сечении, перпендикулярном оси. Осевой снос моля не учитывают. Вязкость и теплопроводность проявляют себя, если присутствуют фадиенты скорости и температуры. Поэтому при формировании свободного вихря вязкость будем учитывать, анализируя процесс затухания окружного момента [c.191]

Существует характерная степень расширения в вихревой трубе (или относительная доля охлажденного потока) (рис. 4.11), при которой кинетическая энергия вынужденного вихря становится больше исходной. На режимах вращения вынужденного вихря отстает от закона вращения твердого тела — со = onst. Избыточная кинетическая энергия свободного вихря расходуется на трение о стенки (работа внешних поверхностных сил) и на работу внутренних поверхностных сил. При турбулентном течении пульсационное движение непрерывно извлекает энергию из ос-редненного движения. Эта чдсть энергии обеспечивает работу переноса турбулентных молей в поле радиального фадиента статического давления [121, 122]. Если допустить, что под действием турбулентности перемещаются среднестатистические турбулентные моли с массой dm, совершающие элементарные циклы парокомпрессионных холодильных машин, то можно найти работу, затраченную на их реализацию. Объем турбулентного моля и путь его перемещения невелики по сравнению с контрольным объемом П, поэтому изменение температуры при изобарных процессах теплообмена моля с окружающими его частицами незначительно. Это позволяет, не внося существенной погрешности, заменить цикл Брайтона циклом Карно. Тогда работа по охлаждению выделенного контрольного объема П равна сумме элементарных работ турбулентных молей [c.206]

В [1о] впервые было экспериментально показано, что циркуляционное течение внутри сферического пу.зырька га,за представляет собой сферический вихрь Хплла. Вид линий тока газа приведен на фотоснимке (рис. (1) для пузырьков во.здуха диаметром 7 — 9 мм, свободно всплывающих в водпо-глппернновом растворе.. Значения критерия Рейнольдса для жидкой фа.зы лежат в интервале 1 < Ке < 20. [c.24]

В работе [659] предполагается, что при малом значении (рр — — р) частицы и поток жидкости возмущены, так что пузыри не могут устойчиво существовать, поскольку нет постоянного сквозного протока жидкости. Временно свободные от частиц объемы создаются центробежной силой турбулентного вихря, но это не пузырь, как мы его здесь понимаем. Жидкие псевдоожиженные слои обычно имеют низкое значение (рр — р). Если жидкость — вода, то нри скоростях, вызывающих значительное распшрение слоя, вихревое движение сопровождается образованием временных пустых объемов, часто напоминающих пузыри. В газовых псевдоожиженных слоях происходит более интенсивное образование пузырей. Авторы работы [818] постулировали, что при псевдоожижении с изменением агрегатного состояния весь избыточный газ по сравнению с минимально необходимым для процесса псевдоожижения циркулирует по слою в виде пузырей. Ценц [899] связывал дальнейший рост пузырей с образованием снарядного режима течения, когда диаметр пузыря равен диаметру канала. Авторы работы [650] получили подтверждение этих теорий с помощью эмпирических зависимостей для образования пузырей и частоты их отрыва средняя толщина пузырькового слоя у определяется по приближенному соотношению [c.413]

Модели, основой которых является передислокация быстрых и медленных молекул под действием сил центробежного поля и градиента давления, свидетельствует о том, что быстрые молекулы скапливаются в периферийной области вихревого струйного течения, а медленные - в приосевой, чем и вызывается эффект энергоразделения [27-29]. Данные модели не имеют численных методов расчета и не объясняют противоточности движения свободного и вынужденного вихрей. [c.157]

Модель радиальных потоков [ 10, 30-321 состоит в том, что за основу в вихревом течении принимается разделение двух потоков энергии потока кинетической энергии, направленного от центра к периферии, и потока тепла, направленного в противоположную сторону. Исходный газ в завихрителе термотрансформатора (см. рис. 6.1) создает интенсивный круговой поток, вращающийся по закону свободного вихря. По мере продвижения вдоль вихревого течения этот поток за счет сил внутреннего трения перестраивается в вынужденный вихрь, в результате чего происходит уменьшение круговых скоростей внутренних слоев и увеличение угловых скоростей внешних слоев. Это создает возможность перехода кинетической энергии от центра к периферии. В то же время за счет более высоких значений статической температуры у периферии вихря, по сравнению с центральными слоями, существует поток тепла, имеющий направление, противоположное кинетической энергии. Тепловой по гок по своей величине не в соетоянии компенсировать приосевым слоям потери кинетической энергии. Это и является основной причиной, объясняющей охлаждение центральных и нагрев периферийных слоев вихревого течения. Из модели Хилша-Фултона следует, что максимальный холодильный эффект будет иметь место возле дросселя термотрансформатора (см. рис. 6.1). Однако экспериментальные данные 6, Н, 9, 32, 37] указывают на максимум эффекта охлаждения ГЕОтока на выходе из диафрагмы. [c.158]

Смотреть страницы где упоминается термин Вихри свободные : [c.21] [c.56] [c.467] [c.468] [c.25] [c.40] [c.56] [c.145] [c.157] [c.158] [c.175] [c.208] [c.209] [c.70] [c.156] [c.157] [c.158] [c.159]

Механика сплошной среды. Т.2 (1970) -- [ c.299 ]

Теория вертолета (1983) -- [ c.62 , c.83 ]

Аэродинамика (2002) -- [ c.55 , c.60 ]

ПОИСК

Вихрь

Вихрь скорости свободный

Движения с точечными вихрями. Постоянная завихренность Свойства течений Задачи со свободными границами

Поверхность, свободных вихрей

Расчет конфузорного участка по закону свободного вихря

Способы для предупреждения образования свободных поверхностей раздела и возникающих из них вихрей

Способы для предупреждения образованна свободных поверхностей раздела я возникающих из нвх вихрей

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...