Вторичные течения потери

Потеря устойчивости течения между двумя концентрическими цилиндрами приводит к появлению и росту вторичного течения (вихрей Тейлора). С увеличением числа Рейнольдса вихри Тейлора становятся неустойчивыми, и при втором критическом числе Рейнольдса устанавливается новый режим, в котором по вихрям Тейлора бегут азимутальные волны [225]. [c.144]

Изложенный материал свидетельствует о сложности гидравлических явлений, способствующих возникновению местных потерь энергии. Однако можно утверждать, что эти потери при турбулентном режиме пропорциональны кинетической энергии, поскольку отрывные и вторичные течения, а также вихреобразования — явления инерционного происхождения, интенсивность которых зависит от квадрата скорости. Таким образом, местные потери напора и давления соответственно равны [c.186]

При плавном повороте трубы указанные отрывы струи могут отсутствовать. В этом случае местные потери напора в значительной мере обусловливаются имеющимся на повороте парным вихрем (винтовым движением, вызванным действием сил инерции). Такое винтовое движение, характеризуемое наличием так называемой поперечной циркуляции (иначе вторичными течениями ), показано на рис. 4-51, где для примера изображена прямоугольная труба. На этом чертеже показана эпюра давления на стенку трубы, ограниченная кривой аЬс. Как видно, в центральной части внешней стенки трубы давление оказывается наибольшим (в связи с большими скоростями и в этой части трубы). Такое положение и обусловливает движение жидких частиц влево и вправо (вдоль внешней стенки) от центральной части к периферии. [c.204]

Уменьшение потерь энергии от вторичных течений во входных устройствах получается при выполнении на внутренней поверхности патрубков и каналов продольных уступов, соизмеримых с высотой пограничного слоя. Препятствуя перетеканию рабочего тела в пограничном слое криволинейного канала, уступы приводят к повороту потока рабочей среды и инициируют образование вихревых течений. Ниже уступов по течению потока образуется другое вихревое движение. Таким образом, интенсивное вихревое движение разбивается на несколько систем вихрей меньшего размера. Вихревые течения меньшей интенсивности поглощают меньшее количество энергии [c.58]

В двухпоточной осевой турбине через первую осевую ступень проходит только половина общего расхода рабочего тела, вследствие чего высоты лопаток первых ступеней получаются недостаточно большими, а концевые потери энергии значительными. Это обстоятельство ограничивает диаметр осевых ступеней. В ДРОС весь поток рабочего тела проходит через единый НА, лопатки которого достаточно длинны, несмотря на большой диаметр РК, и концевые потери энергии в НА существенно ниже. Кромки лопаток НА расположены параллельно оси турбины, что обеспечивает (теоретически) отсутствие градиента давления по высоте лопатки, тогда как в осевых ступенях вдоль высоты проточной части градиент давления значителен и инициирует сильные радиальные вторичные течения, увеличивающие потери энергии. [c.98]

Кроме профильных потерь, отраслевые нормали позволяют учесть и концевые потери в решетке. В рассматриваемом примере это можно сделать по экспериментальному графику на стр. 24, приложения П1 в [21]. Концевые потери обусловливаются вторичными течениями в лопаточных каналах и зависят от относительной высоты лопаток и газодинамической конфузорности каналов решетки К, которая выражается формулой [c.199]

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]

Особенно интенсивное накопление пленки и капель происходит в периферийных участках межлопаточных каналов. Пленки движутся вдоль спинки и вогнутой поверхности к вершине лопаток и здесь участвуют во вторичных течениях насыщают влагой периферийные концевые вихри, приводят к увеличению толщин пленок на внутренней поверхности бандажей и генерируют при этом крупные капли, фиксируемые в экспериментах за рабочей решеткой (см. рис. 5.6 и 5.7, а). Следовательно, концентрация влаги у периферии создает повышенные потери кинетической энергии в этой зоне. Учитывая температурные поля поверхности лопатки вблизи [c.168]

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]

Распределение коэффициентов потерь по высоте решетки показывает, что при введении ОДА снижаются и концевые потери (рис. 9.12). Этот результат очевиден, так как уменьшаются потери кинетической энергии в пограничных слоях, участвующих во вторичных течениях, и вихревые потери (уменьшается интенсивность концевых вихревых шнуров, аккумулирующих большое число более мелких капель). Можно предположить, что особенно заметно снижаются потери на участке взаимодействия пограничных слоев на спинке у концов лопаток. [c.309]

Пленки в некоторой мере изменяют форму профиля и его обтекание. Вместе с тем они как бы увеличивают толщину выходных кромок, что сказывается на кромочных потерях. При достаточной толщине пленки ее движение имеет волновой характер, с чем связано возрастание потерь энергии. Повышенные потери возникают также у концов лопаток — результат скопления влаги под влиянием вторичных течений. [c.171]

В ступени с резким меридиональным раскрытием проточной части потери энергии у периферии НА оказываются весьма высокими. При углах y" = = 55° коэффициент потерь достигает 50%. Потери сосредоточены у меридионального обвода, где наблюдаются сильные диффузорные эффекты и срывные явления, сопровождающиеся интенсивными вторичными течениями. Большие углы у" вызывают также повышенные потери у корня НА, связанные с развитием радиальных течений. [c.225]

На рис. 10-15 показано распределение толщины потери импульса по длине крылового профиля, начиная с сечения зс = 5,35 м (определяющий размер / = 3,048 м). Расчетная кривая / с учетом нормальных напряжений в области, близкой к отрыву, не загибается вниз, как кривая 2, полученная без учета нормальных напряжений. Опытные данные по 6 из [Л. 301] лежат несколько выше расчетной кривой, что является, очевидно, следствием наличия вторичных течений, по-видимому, имев-302 [c.302]

Большое влияние оказывает относительный размах лопаток h, от которого прямо пропорционально зависит коэффициент концевых потерь. При сильном сужении меридионального сечения канала может произойти смыкание вторичных течений и значительное увеличение концевых потерь. [c.60]

Однако, как показала практика турбостроения, расчет су.м-марных потерь энергии из-за концевых и вторичных течений, отнесенных к колесу в целом, по интегральному значению коэффициента концевых потерь, зависящего от отнощения длины хорды к ширине канала, и к среднему значению относительной скорости, довольно точен (если, конечно, профилирование лопасти выполнено с учетом действительного характера изменения скоростей и обеспечивает отсутствие резкой разницы течения по отдельным струйкам). [c.66]

Следует отметить особенности спектра линий тока на плоских торцевых стенках каналов. Естественно, что линии тока здесь искажены скрепляющими пластинами. Вместе с тем очевидно, что пленка на плоских стенках участвует во вторичных течениях от вогнутой поверхности к спинке и, следовательно, увеличивает концевые потери. [c.311]

Длинными назовем лопатки такой длины, при которой вторичное течение в средней плоскости практически отсутствует иначе говоря, в длинных лопатках вторичные течения, возникающие у двух концов лопатки, практически не взаимодействуют между собой и, следовательно, не зависят от длины лопаток А. В этих лопатках коэффициент вторичных потерь Сдт обратно пропорционален их относительной длине. [c.432]

Несмотря па многочисленность исследований вторичных течений в решетках, до настоящего времени отсутствуют надежные практические рекомендации по выбору величины коэффициента вторичных потерь и не ясны пути его теоретического определения. [c.432]

Вторичные потери в вихревых схемах равны кинетической энергии вторичного течения и пропорциональны квадрату коэффициента подъемной силы Су (в линеаризованной постановке). [c.440]

Вторичные течения в решетках паровых турбин были экспериментально исследованы Нью [124] и М. Е. Дейчем [13]. В указанных работах был установлен винтовой характер движения газа вблизи концов лопаток, обнаружены зоны с повышенными потерями и пониженным статическим давлением у выпуклой стороны лопатки и показана независимость вторичных явлений от относительной длины [c.445]

Количественных выводов, за исключением подтверждения обратной пропорциональности вторичных потерь длине лопатки, сделано не было. Кроме того, не учитывалось наличие пограничного слоя на боковых стенках при входе в решетку, хотя его влияние на вторичные явления было известно. В работе [13] вторичные течения рассматривались упрощенно как парный вихрь (по схеме рис. 147, а), аналогичный парному вихрю крыла конечной длины. Зоны повышенных потерь и пониженного статического давления считались совпадающими между собой и с осями вихрей. Последующие экспериментальные работы 11 и др.] показали, что в потоке за решеткой имеется только слабо выраженное винтовое движение, причем ось этого винтового движения не совпадет с максимумом потерь. [c.445]

Позже опубликован ряд экспериментальных исследований вторичных течений и рекомендовано несколько полуэмпирических формул для расчета вторичных потерь. [c.448]

Предположение о связи коэффициентов вторичных и профильных потерь было высказано ранее и частично подтверждено экспериментальными данными. Отсутствие полного подтверждения формулы (60.8) объясняется сложностью вторичных течений и приближенным характером проведенных оценок. [c.469]

Из формулы (9.34) видно, что чем меньше Я, тем больше потери от вторичных течений. [c.163]

Здесь — профильные потери, которые соответствуют потерям в решетке с бесконечно длинными лопатками и в действительности наблюдаются в средних сечениях решетки — концевые потери, вызванные вторичными течениями и возникающие у торцевых стенок. [c.237]

Величина lib характеризует относительную длину лопатки. При уменьшении длины лопатки пропорциональное изменение концевых потерь будет наблюдаться до тех пор, пока зоны концевых потерь не начнут смыкаться. Зависимость (9.37) хорошо согласуется с опытами, в которых меняется высота лопатки. При изменении хорды лопатки (и прочих равных условиях) изменяется также число Re, что влияет на вторичные течения и нарушает строгую пропорциональность. На рис. 9.6 полные потери в решетке (прямая АВ) представлены как сумма профильных и концевых потерь. Поскольку профильные потери не зависят от длины лопаток, то, определив их и полные потери для решетки с какой-либо длиной лопаток, можно вычислить полные потери прн другой длине лопаток. [c.237]

Концевые потери зависят от трения на торцевых поверхностях и расхода энергии на поддержание вторичного течения. Коэффи- [c.237]

Были рассмотрены характеристики плоских компрессорных решеток. В реальных компрессорных решетках возникают дополнительные потери по концам лопаток. В том случае, если лопатки ограничены по торцам твердыми стенками, то появляются вторичные течения того же типа, что и описанные для турбинных решеток. [c.248]

Структура вторичного течения и дополнительная потеря энергии, обусловленная этим течение.м, существенно зависят от геометрической формы канала и режима течения (от М и Re). В криволинейной трубе круглого сечения картина вторичных токов (рис. 9.6,6) близка к той, которая наблюдается в рассмотренном канале квадратного сечения. [c.256]

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]

Таким образом, для уменьшения потерь в коленах в первую очередь необходимо обращать внимание на сокращение отрывных зон, а затем соответствующей конфигурацией канала стремиться уменьшить интенсивность вторичных течений. [c.257]

Существенное влияние на потери энергии при повороте потока оказывает параметр am/ai, определяющий характер движения жидкости в области максимальной кривизны канала. Если отношение am/ai>, то скорость потока на повороте падает и соответственно снижается поперечный градиент давления. В результате сокращается интенсивность вторичных течений, обусловленных наличием этого градиента, и поворот потока происходит с заметно меньшими потерями. [c.258]

Рис. 11.7. Схема вторичных течений в межлопаточном канале (а) и распределение коэффициентов потерь кинетической энергии по высоте решетки (б)

Опыты подтверждают описанную структуру течения жидкости у концов лопаток. Распределение потерь кинетической энергии и углов выхода потока по высоте решетки показывает характерное для вихревых областей течения изменение этих величин. При удалении от торцевых стенок потери вначале уменьшаются (рис. И.7,б), затем резко возрастают и потом вновь уменьшаются к среднему сечению (потери кинетической энергии в среднем сечении при достаточной высоте решетки равны профильным потерям). Максимальные потерн имеют место в области развитого вихревого движения. По мере уменьшения высоты лопаток области повышенных потерь сближаются, и при некоторой высоте вихревое двин ение распространяется на все сечение канала — происходит смыкание вторичных течений. [c.303]

Рис. 1. Потери на отрьш и на вторичные течения в зависимости отл э

Сравнение гидравлических к. п.д. колес, полученных экспериментально, с расчетными, учитывающими лишь потери на трение по зависимости Блазиуса, позволило выделить потери в межлоиаточных каналах колеса на отрыв и на вторичные течения. Зависимость этих потерь от эквивалентного угла раскрытия межлоиаточных каналов представлена на рис. 1. Таким образом, экспериментально установлено, что для колес трех типов с различным числом лопаток резкое возрастание потерь в каналах наступает при значениях угла = 6ч-7. Это позволяет рекомендовать данный параметр для использования при проектировании новых рабочих колес. При этом угол раскрытия эквивалентного конического диффузора определялся по формуле [c.292]

Переход к крупным каплям сопровождается значительным возрастанием концевых потерь по сравнению с потерями при перегретом паре для решеток С-9012А. Физически этот результат легко объясним возрастают потери кинетической энергии. на трение в периферийных движениях пленок, а также в концевых вихрях, несущих крупнодисперсную влагу. Распределение коэффициентов потерь по высоте решетки подтверждает интенсификацию вторичных течений в потоке влажного пара. [c.117]

Сопоставление опытных и расчетных данных, полученных для ступеней с разными высотами лопаток, приведено на рис. 12-24, а. Из сопоставления кривых следует, что в ступенях с малыми высотами лопаток (ступени / и 2) расхождение между опытом и расчетом несколько больше, чем в ступени 3. По-видимому, это можно объяснить увеличением в ступенях с малыми высотами лопаток относительных потерь на утечку пара в надбандажном уплотнении и потерей энергии, связанной со вторичными течениями, которые не учитываются расчетными зависимостями. Здесь же даны расчетные зависимости Дт1ог = /(уо), определенные по параметрам на среднем радиусе (кривая 4) и по сечениям по высоте лопатки (кривая 4 ). Из рис. 12-24, а видно, что расчет снижения к. п. д. от влажности в ступенях с длинными лопатками по параметрам потока на среднем радиусе дает существенное отклонение от экспериментальных результатов. Значительно лучшее совпадение опытных и расчетных значений к. п. д. получается в том случае, когда учитывается реальное распределение параметров по высоте лопатки. [c.350]

В действительном потоке кинетическая энергия вторичного течения составляет весьма малую долю вторичных потерь, обусловленных в основном трением на стенках и отрывом пограничного слоя на спинке лопатки. Успех теории индуктивного сопротивления крыла конечного размаха в отличие от решетки объясняется тем, что у крыла отсутствуют ограничивающие стенки. Кроме того, в последнем случае есть бол1)Ше оснований для проведения линеаризации, так как основной поток не испытывает поворота, и дополнительные скорости вторичного потока относительно меньше, чем в межлопаточных каналах решетки. [c.440]

На основании упрощенного представления о вторичных течениях в решетках как о парном вихре, рядом авторов для расчета вторичных потерь были предложены эмпирические формулы, аналогичные формуле индуктивного сопротивления крыла конечной длины. Так, например, Хоуэлл [112] для расчета коэффициента сопротивления компрессорных решеток с лопатками длины /г рекомендует нолуэмпирическую формулу [c.445]

Весьма обширное и тщательное экспериментальное исследование вторичных явлений в турбинных решетках было произведено Е. А. Гу-касовой [11]. Были исследованы, при малых скоростях обтекания (М, < 0,4), три типичные турбинные решетки при различных относительных шагах и углах входа. Для этих решеток получена полная картина вторичных течений, включая пространственные профили скорости в пограничных слоях, и определены величины коэффициентов вторичных потерь. Влияние пограничного слоя на входе в решетку устранялось путем применения двух тонких пластин-отсекате-лей, имеющих вырезы по форме профилей лопаток. Концевые явления изучались вблизи пластин. Изменение расстояния h между ними позволяло просто изменять относительную длину лопаток. [c.446]

Выберем контрольную плоскость за решеткой, расположенную на векторном расстоянии х = х., и параллельную плоскости tjz (см. рис. 9.4). Для каждого сечения г = onst можно произвести измерение параметров потока по шагу решетки и вычислить средние аэродинамические характеристики но тем же формулам, как для плоской решетки. На рис. 9.5, а показано распределение средних но шагу потерь по высоте решетки. В средней части решетки потери постоянны и равны потерям, которые возникли бы в решетке с бесконечно длинными лопатками. Осредненный угол выхода потока на этом участке также постоянен (см, рис. 9.5, б). Ближе к торцевым поверхностям наблюдается значительное увеличение потерь, объясняемое утолщением пограничного слоя на синнке лопатки из-за вторичного течения. В этих же сечениях средний угол выхода потока больше, чем в центральной части решетки. Угол выхода увеличивается из-за оттеснения линий тока от спинки лопатки в месте набухания пограничного слоя. При [c.236]

В том случае, есл1] между лопатками и корпусом компрессора имеется зазор, то воздух перетекает через этот зазор с вогнутой стороны лопатки к выпуклой, т. е. в направлении, обратном вторичным течениям без зазора. Такие вторичные течения также приводят к дополнительным концевым потерям и изменяют угол выхода потока из решетки. Поскольку эти перетекания происходят по концам лопаток и не зависят от их абсолютной длины, то относительные концевые потери также обратно пропорциональны длине лопаток. [c.248]

При течении вязкой жидкости на поверхности профиля образуется пограничный слой, в котором концентрируются потерн кинетической энергии, обусловленные трением. На диффузорных участках канала может происходить отрыв пограничного слоя. Дпффузорные участки в зависимости от формы профиля могут возникнуть внутри канала появление таких областей неизбежно на входных и выходных кромках профиля. На выходной кромке всегда происходит отрыв потока, поэтому в образующейся закромочной зоне движение вихревое. В результате давление за выходными кромками оказывается пониженным. На некотором расстоянии за кромками происходит выравнивание потока, сопровождающееся изменением статического давления, угла выхода потока и скорости. При выравнивании потока за решеткой возникают потери кинетической энергии, составляющие вторую часть профильных потерь в решетках (кромочные потери). Профильные потери характеризуют плоскую решетку. В прямой решетке конечной высоты и в кольцевой решетке образуются дополнительные потери, связанные со вторичными течениями у концов лопаток (концевые потери) и с веерностью решетки. [c.295]

Энергия, необходимая для поддержания вторичных перетеканий S пограничном слое и вихревого движения у концов лопатки, черпается из основного потока. Эти потери кинетической энергии называют концевыми потерями. Абсолютное значение концевых потерь при изменении высоты решетки меняется мало (если смыкания вторичных течений не происходит). Это означает, что коэффициенты концевых по- [c.303]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...