Срыв потока динамический

Несмотря на кажущуюся простоту расчетной схемы (когда упругие элементы рассматриваются как стержни), возникающие вопросы при исследовании динамических процессов являются не всегда простыми как по применяемым методам решения, так и по содержанию конечных результатов. В качестве примеров на рис, 6.1—6.8 показаны реальные конструкции и элементы конструкций, которые можно рассматривать как гибкие или абсолютно гибкие стержни. На рис. 6.1 показана ракета, которая из-за случайных возмущений или в результате действия управляющих усилий может совершать малые изгибные колебания. Различного вида высокие конструкции, мачты, трубы и т. д. (см. рис. 6.2), находящиеся в потоке воздуха, из-за срыва потока (вихрей Кармана) могут очень сильно раскачаться в плоскости, перпендикулярной к вектору скорости потока. Аналогичные задачи возникают и при расчете висящих мостов, которые в первом приближении могут рассматриваться как одномерные конструкции (стержни). Крыло самолета в первом приближении (см. рис. 6.3) можно рассматривать как стержень [5]. В потоке воздуха на крыло действуют [c.131]

В работе [М.28] описано экспериментальное исследование отрыва пограничного слоя и срыва потока на серии профилей при малых числах Маха, но сравнительно больших числах Рейнольдса. Во всех случаях при динамическом срыве происходил сход вихрей с передней кромки. При развитии срыва на большей части верхней поверхности образующиеся вблизи передней кромки зоны завихренности отделялись от нее и уносились в направлении задней кромки со скоростью в 2—3 раза меньшей, чем скорость набегающего потока. Для большинства профилей. [c.817]

Срыв потока связан с образованием замкнутых каверн, или пузырей, при отрыве течения, что обусловлено динамическими характеристиками циркуляционного движения вокруг поверхности профиля. Пузыри бывают короткими и длинными. Короткий [c.22]

В данной системе автоматического регулирования летательным аппаратом параметры агрегатов управления должны быть подобраны так, чтобы максимум перерегулирования при отработке сигналов по углу атаки был бы достаточно малым. При больших перерегулированиях динамические выбросы угла атаки могут привести к срыву потока на входе диффузора. [c.409]

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]

Если ускорение газа велико (из-за сравнительно большого теплового потока qw), то интенсивность динамического срыва J(.32) может стать недостаточной, чтобы успевать подстраивать Хз под быстро растущее a i(z), т. е. будет [c.232]

В условиях кольцевой структуры двухфазного потока на. поверхности жидкой пленки образуются мелко- и крупномасштабные, волны. Фазовая скорость крупномасштабных волн больше средней скорости течения жидкости в пленке. Под влиянием потока пара капли жидкости срываются с гребней крупномасштабных волн и уносятся в ядро потока. Это так называемый механический (или динамический) унос. Как показано в гл. 1, при заданных свойствах жидкой и паровой (газовой) фаз, геометрии канала и плотности орошения началу срыва капель с поверхности пленки отвечает вполне определенное значение скорости пара (газа). По достижении этой скорости чисто кольцевая структура потока переходит в дисперсно-кольцевую. [c.231]

В этих условиях течение конденсатной пленки в основном определяется динамическим воздействием со стороны парового потока, причем на большей части длины (за исключением начального участка) режим движения конденсата в пленке носит турбулентный характер. Происходящий при этом интенсивный срыв жидкости с пленки в поток и обратный перенос капелек жидкости из ядра потока на пленку способствует процессу турбулентного перемешивания конденсата внутри пленки. Расчет теплоотдачи в этих условиях следует производить по формуле, полученной авторами [6] в результате теоретического анализа, основанного на аналогии Рейнольдса [c.156]

Экспериментальные и теоретические исследования последних лет раскрывают общую картину развития динамического срыва, хотя еще нельзя сказать, что протекание срыва в нестационарных условиях полностью изучено. Рассмотрим профиль, угол атаки которого периодически изменяется с большой амплитудой от значения, намного меньшего критического угла атаки в стационарных условиях, до значения, превосходящего угол атаки начала динамического срыва. Такой диапазон типичен для первой гармоники изменения угла атаки при полете вперед, причем среднее его значение соответствует большому значению параметра нагружения Ст/а, При увеличении угла атаки срыв затягивается вследствие нестационарности, так что линейный закон изменения подъемной силы и небольшие моменты на профиле сохраняются при значениях угла атаки, превышающих критический угол атаки в стационарных условиях. После того как угол атаки профиля превысит угол атаки начала динамического срыва (который в свою очередь зависит от скорости а изменения угла атаки), подсасывающая сила на передней кромке профиля пропадает, а с поверхности вблизи передней кромки начинает отходить пелена интенсивных поперечных вихрей. Эти вихри движутся над верхней поверхностью профиля по направлению к задней кромке со скоростью, значительно меньшей, чем скорость набегающего потока. Вызванное вихрями возмущение поля давления приводит к смещению назад области разрежения. В возникшем переходном процессе [c.799]

Экспериментальные исследования динамического срыва обычно проводятся как н.а винтах, так и на крыльях в плоскопараллельном потоке. В последнем случае применяются установки, позволяющие производить периодические изменения угла атаки крыла, установленного в аэродинамической трубе. Среднее значение и амплитуда изменения угла атаки, а также частота колебаний выбираются таким образом, чтобы они соответствовали условиям работы сечения лопасти винта. При этом среднее значение и амплитуда колебаний угла атаки должны быть достаточно велики и близки по величине. Частота колебаний должна соответствовать частоте вращения винта (одно колебание за один оборот винта). Установка должна обеспечивать возможность измерения давлений, нагрузок в сечении и других параметров в течение цикла колебаний. Иллюстративный пример экспериментальных аэродинамических характеристик профиля колеблющегося крыла показан на рис. 16.2 (на самом деле экспериментальные данные характеризуются большим разбросом величин нагрузки при уменьшении угла атаки). Приведенные кривые свидетельствуют о том, что срыв при больших скоростях увеличения угла атаки сильно затягивается, а нагрузки значительно превышают статические. Как видим, имеет место гистерезис изменения нестационарных нагрузок, поскольку подъемная сила и момент зависят не только от текущего значения угла атаки, но и от истории движения профиля. [c.800]

На поверхность тела также действует главный вектор всех сил трения между частицами воздуха и этой поверхностью. Поэтому полная сила давления воздушного потока на тело будет равна геометрической сумме главных векторов динамических сил и сил трения. Если обтекаемая поверхность негладкая и движение потока плавное (без срыва струи), то будет действовать только составляющая трения. В том же случае, когда данная поверхность гладкая и обтекание неплавное, т. е. при наличии срыва струй, основное действие будет оказывать динамическая сила. При этом большое значение будет иметь форма и положение тела в воздушном потоке. Если форма обтекаемой поверхности симметрична относительно воздушного потока, то сила давления Р будет направлена по оси потока. Если же форма или распределение скоростей в потоке (до набегания на тело) несимметричны, то сила будет направлена под углом к оси потока (фиг. 4, б). [c.25]

При дальнейшем увеличении объемной концентрации газовой фазы при а(г>0,6—0,8 реализуется пленочный или кольцевой режим течения, при котором жидкая фаза образует непрерывную пленку, текущую вдоль стенки канала, а паровая фаза — ядро потока. Из-за динамического взаимодействия газового ядра потока и жидкой пленки на поверхности последней образуются волны, с гребней которых могут срываться капли и уноситься в ядро потока. В этом случае реализуется дисперсно-пленочный режим, который в литературе называется дисперсно-кольцевым режимом. [c.170]

Если ускорение газа велико (из-за сравнительно большого теплового потока д,г), то интенсивность динамического срыва [c.232]

Рекомендации по определению перемещений и усилий при вихревом возбуждении сооружений, имеющих форму кругового цилиндра и усеченного конуса. Для таких сооружений кроме расчета на скоростной напор в направлении потока ветра с учетом динамического действия его пульсаций должны быть определены перемещения и усилия при вихревом возбуждении. Для сооружений цилиндрической формы и с малой коничностью в качестве расчетного принимают резонансный случай, возникающий при совпадении частот срыва вихрей Бенара — Кармана с собственными частотами колебаний сооружения. [c.86]

Позже были получены интересные экспериментальные данные с помощью измерений на вращающемся рабочем колесе [8.60—8.62]. По распределениям давлений на лопатках можно было заключить, что полный срыв с лопаток вызывается взрывным увеличением коротких зон ламинарного отрыва. Такие же динамические картины срыва привлекли к себе внимание при изучении течений с неравномерным потоком на входе. [c.238]

Хотя это и выходит за рамки предмета данной книги, следует упомянуть, что влияние неравномерности потока на входе в решетку наиболее трудно поддается расчету по теориям нестационарного течения. Описание нелинейных явлений, например, таких, как динамический срыв, его интенсивность и развитие, зависят от совершенства моделирования гистерезиса потерь и неоднородностей во всех трех измерениях. Разработан метод для оценки прохождения зависящего от времени периодического возмущения полного давления через высоконагруженную решетку профилей [8.145]. [c.251]

В процессе эксплуатации имеет место явление размыва трубопровода в траншее и его провис. Это приводит к возникновению напряжений в стенке трубы, уровень которых возрастает при увеличении длины размытого участка. Кроме статических напряжений, от провиса возникают динамические напряжения, вызванные колебаниями размытого участка в водном потоке. При синхронизации собственных частот срыва вихрей потока при его обтекании возникает [c.181]

Трансзвуковое обтекание (М г 0,81,3) поверхности характеризуется возникновением местных сверхзвуковых течений, связанных с появлением скачков уплотнения на поверхности. Положение скачков уплотнения зависит от геометрии обтекаемого профиля и, в частности, от отклонения органов управления, расположенных на несущей поверхности [37]. При колебаниях отклоне- Скачак s-o иия органов управления перемещается скачок уплотнения и вместе с ннм меняется распределение дав- i леиия по хорде профиля, что в свою очередь воздействует на орган управления. Таким образом, образуется обратная связь перемещение — сила. Фазовое запаздьшание в этом контуре создает предпосылку к потере динамической устойчивости с частотой, близкой к свободной частоте упругих колебаний органа управления. Явление усложняется срывом потока из-под скачка уплотнения (рис. 10). Такого вида вибрации получили название баз (buzz). [c.493]

Для плохообтекаемых тел и сопряжений с острыми кромками при определенных режимах обтекания происходит срыв потока и образование вихрей, обусловливающие аэро- и гидроуп-рутую неустойчивость. Такие явления динамической неустойчивости, как флаттер, резонансное возбуждение колебаний при периодическом срыве вихрей, галопирование, наблюдаются для определенных диапазонов чисел Рейнольдса К =Чи/ / и Струхаля 8Ь=со//С7, ще I - характерный размер тела V - кинематическая вязкость ш - частота колебаний. Многие процессы, обусловливающие процесс обтекания, являются родственными и поэтому. строго не разграничены. [c.521]

На режиме полета вперед возникновение срыва связано с образованием зоны обратного обтекания. Вблизи границы этой зоны, при небольших по величине значениях нормальной, скорости Ur, возникают весьма большие углы притекания потока Ф = ar tg(up/ur), а следовательно, и большие углы атаки сечений. Таким образом, вблизи границы зоны обратного обтекания углы атаки всегда превышают критические, но динамический напор здесь настолько мал, что проявления срыва потока малосущественны, тем более что при умеренных значениях характеристики режима полета область обратного обтекания занимает небольшую часть диска винта вблизи оси вращения. При очень больших значениях характеристики режима полета аэродинамические силы внутри зоны обратного обтекания становятся заметными. Особенно заметны эффекты срыва и смещения центра давления в точку на 3/4 хорды вследствие обратного обтекания профиля [c.795]

Влиянию радиального зазора между лопатками и корпусом у осевых вентиляторов всегда уделялось большое внимание. Вентиляторы, в отличие от компрессоров, часто выполняются с относительно большими зазорами. Следует отметить работу А. В. Колесникова (1960) по влиянию зазора на аэродинамическую характеристику. Потери в зазоре зависят от его величины по отношенйю к длине лопатки и от параметра, характеризующего отношение прироста статического давления в рабочем колесе к динамическому давлению осевой скорости. Из-за резкого увеличения потерь давления в области зазора происходит не только уменьшение давления и кпд вентилятора, но и более раннее наступление срыва потока, что приводит к сужению области рабочих режимов. [c.844]

Франции проведены детальные лабораторные и промышленные исследования, показавшие преимущество таких сепарационных устройств перед широко применяющимися жалюзийными (149]. На рис. 5.23 показана схема экспериментального модуля сепарацион-ного устройства и некоторые качественные результаты влияния начальной влажности уц и динамического напора потока рс о на влажность 1/2 за сепаратором. При малых динамических напорах с ростом начальной влажности конечная влажность может даже уменьшиться, что вызвано, по-видимому, увеличением размера капель влаги с ростом г/ю. Для больших значений рс о преобладает срыв и унос пленок влаги, что способствует увеличению г/г с ростом начальной влажности о- Для расчетного исследования циклонных сепараторов может быть использован метод, изложенный в 5.3. [c.187]

В работе [К-42] приведены графики аэродинамических характеристик вертолета при полете вперед, основанные на численном определении нагрузок винта и махового движения. При выполнении расчетов не использовано предположение о малости углов, учтено влияние срыва, сжимаемости воздуха и зоны обратного обтекания, а в качестве характеристик сечений лопасти взяты экспериментальные аэродинамические коэффициенты профиля (NA A 0012) в стационарном потоке. Распределение индуктивных скоростей предполагалось равномерным, эффекты радиального течения и динамического срыва не учитывались. Расчеты были выполнены для винта с прямоугольными в плане линейно-закрученными лопастями при следующих значениях параметров коэффициент заполнения а — 0,062 (рассмотрено введение поправки на заполнение), массовая характеристика лопасти V = 7,6, неоперенная часть до го = 0,2, коэффициент концевых потерь В = 0,97, относ горизонтальных шарниров [c.293]

Проведено экспериментальное исследование [С.22] динамического срыва в области передней кромки на колеблющихся по углу атаки профилях, в частности профиле NA A0012 и нескольких его модификациях. В нем детально изучен процесс развития срыва. Общие качественные его черты были одинаковы для всех рассматривавшихся профилей независимо от того, развивался ли срыв постепенно, в виде возвратного течения от задней кромки, или наступал сразу, вследствие разрушения ламинарного пузыря или отделения турбулентного пограничного слоя вблизи передней кромки. Во всех случаях у передней кромки образовывался вихрь, который срывался и перемещался назад, вызывая большие переменные подъемную силу и момент. Прежде чем срыв начинал проявляться в величине подъемной силы или момента, на профилях уже возникало заметное возвратное течение. В случае профиля NA A0012 при типичных для вертолета числах Рейнольдса и малых числах Маха явление динамического срыва включало в себя образование вихрей на передней кромке, вызванное быстрым перемещением вперед точки отрыва потока, возникшей у задней кромки. Дополнительная информация по этим вопросам имеется также в работах [М.1, М.2]. [c.818]

С гребней крупномасштабных волн и уносится в ядро потока. Этот процесс называется динамическим (волновым) уносом или срывом, а его интенсивность будет обозначаться /3 (d — dynami ). При наличии капель в ядре потока, как уже указывалось в 2, возможен также дополнительный унос из плепки капельной влаги, выбиваемой в виде вторичных капель (брызг) от удара осаждающимися на пленку каплями из ядра потока. Этот процесс называется ударным брызгоуносом, а его интенсивность будет обозначаться /32 (s— sho k ). В интенсивно обогреваемом канале, когда имеет место пузырьковое кипение пленки, возможен унос влаги из пленки в виде брызг, появляющихся при выходе пузырьков пара на ее поверхность. Этот процесс называется пузырьковым (брызго-) уносом, а его интенсивность [c.212]

Условия начала динамического уноса капель с поверхности пленки потоком газа. Условия дробления пленкп или динамического срыва капель с пленки газом определяются механизмом, приводящим к неустойчивости Кельвина — Гельмгольца. Этот механизм характеризуется числом Вебера We g, равным отношению динамического воздействия к капиллярным силам. Мерой динамического воздействия газожидкостного потока на волновую поверхность пленки является касательное напряжение Xis (при турбулентном течении (у — Уд) ). Полагая, что аналогично дроблению капель (см. 2 гл. 2) опасными для плепки являются волны с длинами меньше толщины пленок б и амплитудами порядка б, можно получить, что мерой капиллярных сил будет величина 2/6. Тогда условие начала динамического уноса можно записать в виде [c.213]

Области II ОВ), III ВС) и IV СЕ) соответствуют дисперсно-кольцевому и дисперсному режимам течения парожидкостной смесп х Х1 0) = хы. Здесь и далее под хы будем понимать паросодержание, при превышении которого в стабилизированном парожидкостном потоке (прп заданных р, т°, О и направлении потока относительно сил тяжести) реализуется дисперсно-коль-цево11 режим течения. В области II тепловые потоки достаточно велики для поддержания интенсивного пузырькового кипения в пленке, которое может приводить в пузырьковому уносу жидкости из пленкп в ядро потока. С уменьшением вклад пузырькового уноса в интенсивность срыва капель с поверхности заметно падает (см. 4). Поэтому исчезновение пленки (кризис теплоотдачи) с уменьшением будет иметь место прп большем значении Х1. При достижении некоторого значения дв дальнейшее уменьшение удельного теплового потока до дс приводит к весьма незначительному изменению величины Это связано с тем, что прп д < дв происходит перераспределение и взаимная компенсация процессов пузырькового, динамического и капельного уносов и процессов осаждения на обогреваемой длине канала таким образом, что величина начинает слабо зависеть от удельного теплового потока. В частности, осаждение капель из-за их отдува испаряющимся паром может практически отсутствовать. Этому случаю соответствует область III (или вертикаль ВС) с абсциссой а-1. Прп этом в области II ОВ) за-внсилюстид,). (а ) соответствует практически прямая линия, проходящая через точку В д = дв, а-1 = а- ) и наклон которой [c.225]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...