Теоретическое исследование течения потока

Теоретическое исследование течения потока [c.109]

В основу большинства теоретических исследований течений через решетки положен простейший предельный случай плоского установившегося безвихревого потенциального) потока несжимаемой жидкости, в котором наиболее наглядно проявляются главные свойства потока через решетки. [c.14]

Постановка задачи. Теоретическому исследованию течений электрически заряженных дисперсных сред посвящены многочисленные работы (см., например, [1-6]). Однако число экспериментальных работ в этой области сравнительно невелико. Это объясняется большими трудностями, возникающими при постановке эксперимента и проведении исследования, - сложностью создания дисперсных потоков с заданными характеристиками и измерения их локальных параметров, неоднозначностью интерпретации экспериментальных данных в случае жидкой дисперсной фазы и т.д. [c.691]

Заслуживает также внимания теоретическое исследование вихревого потока идеальной жидкости в осесимметричных каналах, позволяющее выявить ряд характерных особенностей реального течения в осесимметричных каналах и турбомашинах (Я. А. Сироткин, 1961, и др.). [c.804]

Выполнено экспериментальное и теоретическое исследование течения пленки жидкости по вертикальной поверхности в условиях определяющего влияния термокапиллярных сил. Численные расчеты формы поверхности пленки проведены в рамках приближения тонкого слоя в двумерном стационарном случае с учетом зависимости вязкости жидкости от температуры и перераспределения теплового потока в нагревательном элементе. В экспериментах для создания градиентов температуры на поверхности жидкости до 10 К/мм и более использовался локальный источник тепла. Толщина пленки определялась с помощью шлирен-метода с отражением. Измерена относительная толщина вала в области верхней кромки нагревателя, характерная для формирования регулярных структур, которая составляет a/Aq = 1,32 0,07, что удовлетворительно согласуется с результатами численных расчетов. [c.200]

Критерии подобия имеют важное значение не только при теоретических, но и при экспериментальных исследованиях течений вязкой несжимаемой жидкости. Если необходимо определить силу сопротивления R, действующую на тела одинаковой формы при обтекании нх потоком несжимаемой вязкой жидкости, то целесообразно ввести безразмерный коэффициент этой силы (безразмерную силу сопротивления) [c.561]

Ранее упоминалось, что при течении вязкой жидкости вблизи твердой поверхности образуется слой, в пределах которого осуществляется переход от нулевых скоростей к тем их значениям, которые имели бы место в идеальной жидкости, обтекающей данную поверхность. Этот слой, называемый пограничным, представляет собой часть области течения, в которой главным образом проявляется действие вязкости. За пределами пограничного слоя ее влияние пренебрежимо мало и течение может считаться безвихревым. Это обстоятельство, установленное многочисленными экспериментальными и теоретическими исследованиями, является важнейшим, так как позволяет весь поток разделить на две области пограничный слой и внешний поток движение в каждой из них удается описать, учитывая только его главные, присущие данной области особенности. [c.357]

Теоретические понятия и определения аэродинамики, рассмотренные выше, основаны на гипотезе сплошности газовой среды. Однако с увеличением высоты полета в связи с уменьшением плотности воздуха возрастает длина свободного пробега молекул. Предметом аэродинамики разреженной среды и является исследование течений при значительных длинах свободного пробега, соизмеримых, в частности, с толщиной пограничного слоя. Для этого режима течения уже неприменимы газодинамические соотношения сплошной среды и необходимо пользоваться кинетической теорией, исследующей движение газа с помощью молекулярной механики. Важнейшие выводы этой теории и изложенные в настоящей главе методы аэродинамического расчета основаны на дискретной схеме строения газа. В соответствии с этой схемой рассматриваются режимы свободномолекулярного потока и течения со скольжением, соответствующие зависимости для расчета давления, напряжения трения и энергии падающих и отраженных частиц. При формулировке вопросов и [c.710]

Теоретические исследования устойчивости [46], осуществленные для отсоса по всей поверхности, опираются на метод, согласно которому, как и для непроницаемых тел, на основной (невозмущенный) поток накладывается возмущающее движение в виде волны, распространяющейся вдоль продольной оси. Если возмущение с течением времени нарастает, то течение окажется неустойчивым при затухании оно устойчивое. Обычно ограничиваются рассмотрением колебаний, которым соответствует нейтральная кри- [c.450]

Сложный характер обтекания цилиндра существенно затрудняет теоретическое исследование закономерностей теплообмена. Наиболее стабильный характер течения потока имеет место в окрестности лобовой точки трубы (ф 0). Теоретическое решение [Л. 43] для локального коэффициента теплоотдачи в лобовой точке (ф=0) имеет вид [c.96]

Содержание книги [61], а также настоящей книги показывает, что значение-экспериментальных исследований потоков двухфазных сред весьма велико Дальнейшее развитие и совершенствование методов эксперимента представляет важную проблему газодинамики двухфазных течений. Методы экспериментальных исследований должны обеспечить 1) изучение процессов движения 2) проверку результатов теоретических исследований 3) определение характеристик, необходимых для расчета и проектирования систем, работающих на влажном паре. В настоящей главе в основном изложена методика и описаны приборы для исследований двухфазных потоков, использованные в работах МЭИ [c.22]

Практический интерес к расчетным методам определяется также сложностью полного моделирования двухфазных потоков из-за большого числа определяющих безразмерных параметров, что затрудняет перенос результатов модельных испытаний на натурную проточную часть. С аналогичными трудностями связаны попытки анализа некоторых важных, физических процессов (меж-фазное трение, тепломассообмен, дробление и коагуляция и т. д.). Решению этих проблем могут способствовать расчетные исследования. Создание надежных методов расчета неодномерных двухфазных течений необходимо для оптимизации решеток и ступеней турбин, работающих в области влажного пара. Принципы оптимизации таких решеток сформулированы выше на основе анализа и обобщения результатов экспериментальных и расчетно-теоретических исследований. [c.125]

Поскольку основной особенностью течения, как видно из фиг. 7, является полное разделение потоков жидкости и пара, т. е. расслоенность течения, вычисление единого среднего коэффициента теплоотдачи не будет иметь большого смысла с физической точки зрения, хотя это вполне осуществимо. По этой причине программа теоретического исследования ставила целью вычисление распределения температуры но периметру и длине электрически обогреваемой трубы. Вычисленные значения температуры [c.288]

Попытки ряда авторов распространить теорию свободной струи Г. Н. Абрамовича [155] на течение потоков, ограниченных стенками камеры сгорания, не оказались успешными. Не дают возможности теоретически рассчитать гидродинамику в топочных камерах и фундаментальные работы Бай Ши И [88], И. О. Хинце [156], Л. Прандтля [157] и других исследователей. Поэтому при разработке новых образцов топочных камер (топки паровых котлов и парогенераторов, силовые камеры газотурбинных и прямоточных реактивных двигателей) гидродинамика их предварительно изучается на моделях экспериментальным путем, и затем на основе данных гидродинамических исследований в создаваемые образцы вносятся уточнения. [c.158]

Проведено уже достаточно много экспериментальных и теоретических исследований, посвященных изучению температурного режима стенки трубы в закризисной области. Исследования проводились в широком диапазоне параметров и при самых разнообразных условиях эксперимента в трубах и кольцевых каналах, в вертикальных, горизонтальных, подъемных и опускных течениях, на различного рода жидкостях. Наиболее изучены закономерности теплообмена в закризисной области при восходящем течении пароводяных потоков в гладких вертикальных трубах. [c.147]

Настоящая работа посвящена экспериментальному и теоретическому исследованию гидравлических потерь при течении двухфазного потока в местных сопротивлениях с целью получения расчетных зависимостей для потерь и перепадов давления в основных видах местных сопротивлений. [c.146]

Рейнольдс (1874) провел фундаментальные теоретические исследования, чтобы установить связь гидродинамических характеристик течений с коэффициентом конвективного теплообмена котельных жаровых труб. На этой основе им была создана гипотетическая модель процессов переноса, протекающих вблизи поверхности раздела фаз. Мы будем называть ее моделью потока Рейнольдса . В данной главе она связывается с элементом поверхности раздела, участвующим в массообмене при этом используется терминология, введенная в 1-2. Вводится также новая характеристика — плотность рейнольд-сова потока (или просто рейнольдсов поток ), который, как это будег показано ниже, имеет смысл проводимости. [c.46]

Сказанное означает, что на должна влиять вязкость движущейся фазы. Однако перенос работы сдвигового трения становится малозаметным при небольших величинах скорости течения. Следовательно, одних вязкостных эффектов недостаточно, чтобы связать кинетическую энергию с тепловым потоком д"ь. Вблизи поверхности раздела, где V стремится к нулю, должна играть роль теплопроводность жидкости. Отсюда можно ожидать, что на величину к.э будет влиять как вязкость фазы ц, так и ее теплопроводность X. Это предположение подтверждается более глубокими теоретическими исследованиями и экспериментами. Как правило, в таких исследованиях определяется отношение g K.3lg h. Оно известно под названием коэффициент восстановления . Дадим ему обозначение Л/ к,в. Все сказанное выше можно кратко представить так [c.225]

Обтекание решетки кругов в теории гидродинамических решеток играет такую же роль, как обтекание одиночного круга в теории профиля, и используется во многих теоретических исследованиях. Задача определения комплексного потенциала течения вне одиночного круга решается методом наложения течений (равномерного потока на диполь), и различные подходы к решению задачи обтекания решетки кругов связаны с различными обобщениями этого метода на случай решетки. [c.58]

Напомним, что описанный метод пригоден для построения только полностью сверхзвуковых течений. Практически применяемые решетки обтекаются обычно смешанным потоком, не поддающимся теоретическому исследованию. [c.232]

Кроме того, производятся различные измерения и наблюдения, необходимые для выяснения особенностей течения, сравнения с теоретическими данными или объяснения экспериментальных результатов. Наиболее распространены измерения полей скоростей и давлений в различных сечениях потока, распределения давления на стенках, исследование течения в пограничном слое и наблюдение или фотографирование потока с помощью оптических методов (теневого метода, метода полос или интерферометрического метода). [c.480]

Опубликованные теоретические исследования [5-7] исходят из того, что связь между р и р на всех линиях тока адиабатическая. Возмущения потока относительно основного течения с заданным профилем чисел Маха М ) предполагаются настолько слабыми, чтобы [c.54]

В последнее время всесторонним теоретическим исследованием проблемы теплопередачи при движении жидкости в трубе занимался Рейхардт . В основу исследования он положил универсальный профиль скоростей при турбулентном движении, измеренный им самим в непосредственной близости от стенок. Всю область течения он разделил не на две, а на три зоны на зону чисто ламинарного течения на промежуточную зону, в которой действие молекулярной вязкости и теплопроводности сравнимо с действием турбулентного перемешивания, и на зону чисто турбулентного течения (ядро потока), в которой действие молекулярной вязкости и теплопроводности ничтожно мало по сравнению с действием турбулентного перемешивания. Для материальных характеристик, кроме коэффициентов вязкости и теплопроводности, а также удельной теплоемкости в каждой зоне берутся свои средние значения. Теория Рейхардта очень сложна, но зато она позволяет с единой точки зрения подойти к оценке всех до сих пор известных опытов, произведенных как при самых малых, так и при самых больших коэффициентах вязкости. Одним из важных результатов этой теории является опреде- [c.538]

Возможность использования одномерной модели при расчете неравновесных течений подтверждается также данными Ван-Жолина [378]. Автор работы [378] выполнил экспериментальное и теоретическое исследование неравновесного потока смеси [c.123]

Характер поля скоростей подводимого потока при данном режиме течения зависит только от форм и геометрических параметров аппаратов и подводящих участков. Если формы и параметры заданы, то с этой точки зрения безраз шчно, какой технологический процесс происходит в аппарате (в некоторых случаях следует только учесть влияние эффекта температурного градиента). Это очень важно, так как можно решать вопрос о распределении скоростей и способах выравнивания их по сечению, а также о выборе схем подводящих и отводящих участков в достаточно обобщенном виде. Результаты теоретических исследований и экспериментов со схематизированными. моделями можно распространить на аппараты разнообразного технологического назначения, если только их формы и геометрические параметры, а также условия подвода потока к рабочим элементам или изделиям и соответственно условия отвода потока будут близки к исследованным. [c.10]

При наличии скачков уплотнения пограничный слой обычно оказывает более сильное влияние на внешний поток, в некоторых случаях существенно изменяя картину всего течения. Дело в том, что в скачке уплотнения изменения скорости и температуры по направлению нормали к франту скачка, которое обычно мало отличается от направления потока, велики по сравнению с изменениями этих величин вдоль скачка. В пограничном слое изменения скорости и температуры в направлении потока обычно незначительны, в то время как изменения этих величин поперек пограничного слоя велики. Следовательно, в области взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем скоройть и температура существенно изменяюкся как вдоль, так и поперек потока. Поэтому основные допущения теории пограничного слоя в этом случае перестают быть справедливыми и теоретическое исследование области взаимодействия скачков уплотнения с пограничным слоем представляет Ч резвычайно сложную задачу. Экспериментальные исследования этой области течения тоже являются не простым делом, однако полученные данные позволяют представить физическую картину взаимодействия и определить некоторые количественные закономерности. [c.339]

В настоящее время теплообмен при обтекании тела потоком с химическими реакциями находится в стадии изучения. Исследовались в основном paiBHOBe Hbie течения диссоциирующего газа при химически не активной (не каталитической) поверхности стенки. Расчетно-теоретические исследования показывают, что коэффициенты теплоотдачи с уче-том переменности физических свойств могут отличаться от а при постоянных свойствах в случае ламинарного пограничного слоя на пластине на величину до 30%, турбулентного — до 50%. В обоих случаях а вычисляется по уравнению (15-10) Отмечаемая разница тем значительнее, чем больше отличаются от единицы отношения энтальпий ho/h или плотностей рс/ро- [c.357]

Экспериментальная проверка теоретических результатов, установленных при анализе неравновесных течений, осуществлена рядом исследователей [41, 42, 377— 381]. Полученные ими данные подтвердили результаты численного исследования неравновесных потоков газовых смесей. Отклонение от состояния термохимического равновесия впервые было установлено в работе Вегенера [41], изучавшего расширение четырехокиси азота в сверхзвуковом сопле. [c.123]

Появление дискретной фазы (при конденсации) и ее развитие в полидисперсную капельную структуру приводит к количественному изменению неравномерности полей скоростей и давлений, известной в потоках перегретого пара (шаговая неравномерность, вторичные и отрывные течения и др.). Меняются количественные характеристики периодической нестационарности и других нестационарных процессов, перечисленных выше. Экспериментальные и расчетно-теоретические исследования показывают, что в двухфазных потоках наряду с известными возникают дополнительные источники опасных возмущающих сил (см. гл. 3). Влияние нестадио-парности должно учитываться под углом зрения не только надежности, но и экономичности ступени и всей проточной части многоступенчатой турбины. [c.188]

Современные теоретические направления изучения теплоотдачи при турбулентном течении продвинулись далеко вперед. Они позволяют решать такие задачи как теплоотдача сжимаемых газов с учетом изменяемости всех физических характеристик с температурой, как теплоотдача жидкометаллических теплоносителей, как охлаждение пористых поверхностей, сквозь которые в газовый поток внедряется та или иная жидкость и т. п. Необходимо подчеркнуть, что соответствующие решения имеют силу только при безотрывных течениях, поскольку вклад области за местом отрыва потока в гидродинамическое сопротивление тела обусловлен не механизмом трения, а пониженным давлением на кормовую поверхность (сопротивление давления). Кроме того, следует иметь в виду, что на практике обычно встречаются смешанные случаи, когда некоторый начальный участок пограничного слоя является ламинарным, и лишь за ним течение турбулизи-руется. В связи с этим возникает вопрос об условиях перехода из одного режима движения в другой. Трудности теоретических исследований возрастают при необходимости учитывать криволи-нейность омываемых поверхностей, т. е. неравномерность распределения давления на стенку. Рассмотрение такого рода вопросов является предметом специальных курсов. [c.121]

Представляют большой интерес теоретические исследования по влиянию температурного фактора для предельного случая, соответствующего очень большим числам Рейнольдса [Л. 10]. В них показано, что для дозвукового течения в нутри трубы существует. предельное решение, хорошо согласующееся с опытными данными ряда работ. Из этого предельного решения следует, что критерий Рейнольдса не очень существенно влияет а изменение теплоотдачи И гидравлическое сопротивление с температурным фактором. Это означает, что в потоке газа решающее значение приобретает изменение плотности 10 147 [c.147]

Теоретические исследования [7.11 течений пара с начальными параметрами ро -= 0,6 МПа и Го = в сопловой решетке G-9012A при дозвуковом потоке показали, что по всей длине сопла пар расширяэтся с полным переохлаждением и в косом срезе в дозвуковой части возникает нестационарная конденсация пара. [c.268]

В отличие от известных экспериментальных и теоретических исследований спонтанной конденсации пара в соплах Лаваля в реальных процессах течения пара в проточных частях турбин образование влаги частично может происходить и па более ранней стадии в результате повышенной турбулентности потока, которая вызывает локальное выпадение влаги и соответственно смещение зоны начала спонтанной конденсации пара вниз по потоку. Можно предположить, что при нерасчетных режимах течения и из-за повышенной степени турбулентности переохлаждение пара не достигает максимального значения и спонтанное влагообразова-ние не происходит. [c.270]

Отсутствие достаточно обоснованных представлений о механизме турбулентного переноса тепла в значительной степени задерживает теоретическое исследование теплообмена при турбулентном течении теплоносителя. Это замечание в первую очередь касается теплообмена в потоке теплоносителей с высоким значением коэффициента молекулярной теплопроводности, где наибольший перепад температуры приходится на турбулентное ядро потока. Основным методом теоретического исследования в настоящее время является использование гипотезы об аналогии переноса тепла и количества движения с теми или иными эмпирическими поправками. Так, например, в работах [Л. 1—3] при расчете коэффициента теплообмена при течении в трубе расплавленного металла отношение коэффициентов турбулентной диффузии количества движения и тепла (турбулентное число Прандтля Ргт= т/а,. предполагается постоянным по току и определяется затем путем сравнения расчета с результатами экспериментального исследования. К- Д- Воскресенский [Л. 4], Дженкинс и Дейсслер [Л. 5] развили далее полуэмпи-рическую теорию Прандтля применительно к теполносителям с низким значением числа Прандтля. При этом входящая в расчетное соотношение константа также может быть определена лишь путем сравнения расчета с результатами экспериментального исследования. [c.315]

Влияние газового потока па ламинарное течение пленки впервые было рассмотрено П. А. Семеновым [113] в начале 40-х годов. Полученные им зависимости хотя и не учитывают процессов волнообразования на поверхности пленки, однако позволяют наглядно понять сущность явления захлебывания, которое происходит в трубках с увеличением скорости газа и переходом от нисходящего к восходящему течению пленки. В более общем виде аналитическое решение уравнений движения для расслоенного ламинарного течения жидкости и газа между параллельными бесконечными пластинами и в круглой трубе с плоской поверхностью раздела фаз было получено в 1946 г. С. Г. Телетовым [123]. Несколько позже (1961 г.) Н. И. Семеновым и А. А. Точигиным 1112] была решена задача расслоенного ламинарного течения жидкости и газа с невозмущенной поверхностью раздела фаз в виде дуги любой кривизны. Расслоенное ламинарное течение при наличии переноса массы (конденсация, испарение) изучалось Г. Г. Черным [143] и Г. А. Бедой [5]. К данному направлению теоретических исследований следует отнести также работы В. А. Успенского [131], С. В. Рыжкова и А. Н. Майбороды [81, 110], а также Б. И. Конобеева [64, 65], который упростил решение П. А. Семенова, отбросив члены, учитывающие воздействие сил тяжести на движение пленки. Следует отметить, что подобный подход к рассматриваемой задаче является допустимым только при больших скоростях газового потока. Однако в этих условиях поверхность пленки покрыта волнами, а следовательно, необходимо рассматривать не ламинарное, а ламинарно-волновое течение. [c.184]

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование гидравлических потерь и перепадов давления в основных видах местных сопротивлений при течении двухфазной смеси. Эксперилтенты проводились при течении пароводяной и воздухо-водяной смеси через диафрагмы и решетку, устанавливаемые в вертикальной необогреваемой трубе. Параметры пароводяной смеси изменялись в диапазоне давление р = (10—65) бар, скорость цирку.ттяции Юв2= 0.5—3) м/с, массовое расходное паросодержание зс=(0—100)%, воздухо-водяной смеси р = 5 бар, jOoj=(0.5—3) м/с, зс=(0—50)%. Поручены результаты по длине стабилизации двухфазного потока при p=(lQ—20) бар. Теоретическое исследование позволило на основе предложенной модели течения двухфазной смеси получить расчетные зависимости для потерь, перепадов давления и других характеристик в основных видах местных сопротивлений. Результаты расчетов по этим зависимостям хорошо согласуются с экспериментальными данными авторов и ряда других исследователей. Библ. — [c.247]

Наибольший объем занимают вопросы течения идеальной (невязкой) жидкости через решетки, которые имеют не только большое методическое, но и непосредственное практическое значение для приложений. Достаточно отметить, что потери кинетической энергии действительного потока вязкого газа решетки современных турбомашин (по сравнению с кинетической энергией соответствуюшего потока идеальной жидкости) очень редко достигают 20%, а для самых совершенных машин не превосходят 4—5%. Основная часть этих потерь оценивается теоретически с использованием результатов исследования течения идеальной жидкости. Кроме того, влияние вязкости при течении в решетках турбомашин косвенно учитывается в специальных вихревой и струйной моделях движения идеальной жидкости, а также путем применения теории пограничного слоя и различных полуэмпирическнх формул. [c.7]

Полное теоретическое исследование описанной пространственной схемы вихревого движения встречает, однако, большие трудности. Линеаризация этой схемы (рис. 147, в), обычная для теории индуктивного сопротивления крыла, основана на предположении о малости скоростей вторичного потока по сравнению со скоростями основного потока. Действительный поток рассматривается при этом как сумма основного потока, в котором движение происходит в плоскостях, параллельных торцовым стенкам, и вторичного потока, возникающего в поверхностях, перпендикулярных к линиям тока основного потока. За решеткой в основном потоке все линии тока тоже считаются параллельными. Вторичный поток в перпендикулярной к ним плоскости можно рассматривать как плоское вихревое движение идеальной несжимаемой жидкости. При линеаризации задачи интенсивность вихревой пел ны, сходящей с кромок лопаток, не зависит от вторичных течений, в озникающих в межлопаточном канале, а определяется только изм не.шем циркуляции в зависимости от заданною изменения скорости вдоль лопатки перед решеткой. [c.435]

Теоретические исследования гидродинамической устойчивости ламинарных струй показали их сильную неустойчивость, обусловленную специфической формой профиля скорости с точкой перегиба. Экспериментальные исследования также зафиксировали быстрый переход к турбулентности при сравнительно небольших числах Рейнольдса. Обычно при числе Рейнольдса Re = uod/u > 10 струю можно считать турбулентной. В большинстве практических приложений число Re > 10 . Влияние числа Маха М = ио/а при дозвуковых скоростях также не очень существенно. При отсутствии внешнего спутного потока (Uqq = 0) мы имеем затопленную струю и m = Uoo/uq = 0 при тп<1ит>1- струю в спутном потоке. В случае изобарического течения, когда в спутном потоке отсутствует продольный градиент давления или скорости (uqo = onst), изменение ско- [c.12]

Общая история экспериментальной гидравлики и теоретической гидродинамики интересно изложена у Рауза и Айнса [39]. В книгах Бассэ [4] и Драйдена, Мурнагана и Бейтмена [14] тоже есть многочисленные ссылки на ранние исследования, особенно по ламинарным потокам. Хотя практическая гидравлика уходит корнями в глубокое прошлое, научное исследование течения жидкости в дисперсных средах началось всего лишь сто лет назад. VIbi не собираемся здесь перечислять имена или упоминать работы всех, кто внес вклад в эту область механики, а хотели бы обратить внимание читателя на тех ученых и инженеров, имена которых чаще всего связываются с изучением обтекания частиц и течением жидкости в пористых средах. [c.22]

Однако при сравнении вычисленных теоретических данных С экспериментальными не нужны даже такие ограниченные знания. В самом деле, типичным результатом экспериментального исследования течения Пуазейля является зависимость расхода от числа Кнудсена, в то время как в чисто теоретических исследованиях определяется фактический профиль скорости. Аналогично экспериментально проверяется, постоянное напряжение в течении Куэтта, тепловой поток, постоянный в задачах о теплопередаче, сопротивление, действующее на тело в потоке таза. [c.224]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...