Осесимметричные каналы

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]

Необходимо иметь в виду, что реальные течения в осесимметричных каналах, построенных по изложенному в этом параграфе методу, в действительности будут отличаться от расчетных вследствие образования пограничного слоя на стенках. Поэтому расчеты по теории потенциальных течений могут служить лишь первоначальной основой и должны дополняться расчетами пограничного слоя. [c.275]

Осесимметричные каналы являются составной частью конструкций многих машин, аппаратов, сооружений. Прямой гидродинамической задачей является определение скоростей и давлений потенциального потока в канале, форма которого задана. Эта задача в общем случае может быть решена только приближенно с использованием численных или графоаналитических методов. Обратная задача, которую мы рассмотрим в этом параграфе, состоит в определении формы поверхности канала и некоторых гидродинамических параметров по заданному распределению вдоль оси одного из них. Такая задача представляет практический интерес, так как позволяет найти форму канала, которая обеспечивает формирование потока с заданными гидродинамическими параметрами. Ниже изложен общий метод решения задачи о построении формы канала по заданному закону изменения скорости на его оси [91. [c.304]

Ниже мы будем пользоваться средними характеристиками газового потока в данном сечении канала при сохранении и энтропии Зср. Этим определяются р, р и величина скорости V, что же касается направления скорости, то в осесимметричных каналах обычно можно принимать, что средняя скорость направлена но оси канала, в общем случае направление скорости можно подчинить условию сохранения в неравномерном потоке и в моделирующем поступательном потоке направления среднего импульса, определенного по формуле (9.4). [c.92]

ЗАКРУЧЕННЫХ ПОТОКОВ В ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ КАНАЛАХ [c.1]

В книге приведены результаты исследований и методы расчета тепло-, массообмена и гидродинамических характеристик в осесимметричных каналах при местной закрутке потока. [c.2]

В книге рассматривается местная закрутка потока в неподвижном осесимметричном канале, при которой вращательное движение газа или жидкости создается закручивающим устройством (завихрителем), установленным на входе в канал. Местная закрутка потока в осесимметричных каналах широко используется в различных отраслях техники с целью совершенствования и интенсификации рабочих процессов машин и аппаратов. [c.3]

Обоснованы универсальные свойства интегрального параметра закрутки как критерия гидромеханического подобия внутренних закрученных потоков. С использованием этого параметра обобщены практически все результаты исследований, представленные в периодической печати. Получены универсальные зависимости для расчета локальных и интегральных характеристик закрученного потока в осесимметричных каналах, пригодные для произвольных способов и законов местной закрутки [c.3]

Закрученный поток в осесимметричных каналах относится к группе пространственных течений в поле центробежных массовых сил. Он характеризуется соизмеримым отношением двух (осевой и вращательной), а в некоторых случаях и трех составляющих скорости, наличием поперечного и продольного градиентов давления, значительными турбулентными пульсациями. [c.6]

ТЕПЛООБМЕН, МАССООБМЕН И ГИДРОДИНАМИКА ЗАКРУЧЕННЫХ ПОТОКОВ В ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ КАНАЛАХ [c.200]

Решение задачи о продольно обтекаемых удлиненных телах вращения позволяет обобщить изложенный выще прием на случай профилирования осесимметричных каналов. [c.358]

На рис. 118 в качестве примера приводятся некоторые результаты расчета (именно по последнему способу) потенциального течения в осесимметричном канале, которое здесь рассматривается как [c.359]

С осесимметричными каналами сме-щаются в сторону больших значений, что характерно для ступеней с малыми потерями энергии. Применение осесимметричных каналов оказывается предпочтительным при увеличении чисел Ма, реализуемых в сопловых каналах. Имеющиеся экспериментальные исследования показывают, что, начиная с чисел Ма>1,5, желательно применять осесимметричные сопловые решетки. [c.132]

В газодинамическом отношении сопловые осесимметричные каналы достаточно совершенны и могут надежно рассчитываться и профилироваться различными известными в литературе методами (например, методом характеристик). Достаточно простой газодинамический расчет является явным преимуществом осесимметричного сопла по сравнению с криволинейным сопловым каналом. Однако в косом срезе кольцевой решетки, составленной из осесимметричных каналов, возникает сложная волновая структура потока, значительно отличающаяся от теоретической. Толщина выходных кромок (перегородок между каналами) кольцевой решетки такого типа переменна по высоте сопла. Минимальная толщина достигается на среднем радиусе ступени и резко увеличивается к корневому и периферийному ее диаметрам. Вследствие перерезания каналов на среднем диаметре и в непосредственной близости от него смежные каналы смыкаются раньше косого среза (линии раздела между соплами углублены внутрь сопла). Преждевременное смыкание потоков из [c.132]

Далее очевидно, что любые конические поверхности с вершинами в точке, где расположен источник, будут поверхностями тока, так как они состоят из линий тока. Выбрав две произвольные конические поверхности, можно считать их тверды.ми стенками и рассматривать течение в осесимметричном канале. [c.260]

Зависимость (6.27) определяет коэффициент внутренних потерь в плоском канале через основные интегральные величины пограничного слоя. Формула (6.27) легко обобщается и на случай плоских и осесимметричных каналов произвольной формы. Если характеристики пограничного слоя различны на верхней и нижней ограничивающих поверхностях канала или тела, то в расчетные формулы их необходимо вводить раздельно. Тогда [c.154]

Граничные условия. Постановку граничных условий рассмотрим на примере задачи о течении жидкости в осесимметричном канале с внезапными расширением и сужением (рис. 5.13). На непроницаемых для потока границах (S , с S) (рис. 5.13) может задаваться одно из условий [c.163]

Строятся два класса точных решений стационарных пространственных уравнений газовой динамики. Эти решения используются для описания изэнтропических течений газа с двумя типами закрутки в расширяющихся осесимметричных каналах. Исследуется влияние закрутки на тягу некоторых сопел специальной формы. [c.189]

Из (3.6) следует, что, так же как и для спиральных течений, при Ьо О необходимо исключить из области рассмотрения течения некоторую окрестность оси = О (ина че д становится отрицательной), т. е. следует строить течения в некоторых кольцевых осесимметричных каналах. [c.194]

Основное содержание работы связано с изложением концепции построения оптимальных сеток, развиваемой в работах уральских ученых в течение 30 лет. В качестве критериев оптимальности выбраны требования близости криволинейной сетки к равномерной, ортогональной и адаптации к заданной функции или решению уравнений в частных производных. Приведены конструкции функционалов, используемых для построения структурированных и блочно-структурированных сеток. Описаны эффективные алгоритмы и программы построения двумерных оптимальных сеток с различными топологиями в сложных многосвязных областях. Описан ряд приложений геометрически оптимальных сеток к расчету гидродинамических и газодинамических течений в осесимметричных каналах сложных геометрий. [c.512]

В 3 описан ряд приложений геометрически оптимальных сеток к решению задач расчета гидродинамических и газодинамических течений в осесимметричных каналах сложных геометрий. При построении быстрых итерационных процессов решения этих стационарных задач требования к сеткам очень высоки, так как параметры потоков изменяются в широких пределах. Приводятся примеры расчета. [c.513]

Чисто гидродинамический подход реализован в работе [12], где аналитически определены интегральные характеристики осесимметричных каналов при произвольном значении Т рассеяние молекул стенкой диффузное поверхности имеют также собственный поток газовыделения. Для кольцевого цилиндрического канала длиной L, к примеру, при Т=1 и нулевой плотности потока газовыделения со стенок коэффициент проводимости [c.125]

Рассмотрено исследование процесса энергораэделения в интенсивно закрученных потоках при их протекании по осесимметричным каналам вихревых труб. Проанализированы существующие модели эффекта Ранка и дана усовершенствованная методика расчета характеристик вихревых труб. Приведены методики расчета и конструирования вихревых устройств. Описаны основанные на однорасходной вихревой трубе вихревые горелки, воспламенители, плазматроны, их конструкции и методики расчета. [c.2]

Одной ИЗ наиболее характерных особенностей течения закрученного потока по осесимметричному каналу является открытый в 1931 г. французским инженером металлургом Ж.Ж. Ранком эффект, заключающийся в существенной температурной неравномерности в потоке газа по сечению канала. При определенной конструкции устройства с закрученным потоком его удается разделить на два потока, различающиеся по полной энтальпии. Это явление получило название эффекта Ранка, или эффекта энергоразделения [244, 247]. [c.26]

Вихревой эффект, или эффект Ранка реализуется в процессе течения интенсивно закрученного потока по осесимметричному каналу, на торцевых поверхностях которого устанавливаются ограничительные элементы — лроссель на горячем и диафрагма с центральным отверстием на холодном концах трубы. При определенном сочетании режимных и конструктивных управляющих параметров из отверстия диафрагмы истекает некоторая охлажденная часть исходного закрученного потока, а из дросселя — другая подогретая его часть. При этом на основе закона сохранения вещества можно составить уравнение баланса массы для вихревой трубы классической схемы с одним источником подвода газа через закручивающее сопло [c.38]

В книге в система Тизированной форме представлены результат комплексного исследования гидродинамики, тепло- и мас-сообмена в осесимметричных каналах при местной закрутке потока. Предложены физически обоснованные методы расчета локальных и интегральных характеристик тепло-, массообмена и трения при разнообразных условиях, обладающие достаточной степенью универсальности. Приведены подробные результаты исследования полей скоростей и давлений, интенсивности пульсаций, корреляций, локального тепло- и массообмена в цилиндрических, сужающихся и расширяюгцихся каналах. Исследован широкий диапазон изменения граничных и геометрических условий однозначности (вд5гв через проницаемую стенку, частичная закрутка на входе, диафрагмирование выходного сечения и т. д.). [c.3]

Развитие новой техники требует изучения локальных, интегральных и турбулентных свойств закрученного потока в специфических условиях—в каналах с изменяющейся по длине площадью поперечного сечения, при диафрагмировании выходного сечения и т. д. Между тем закономерности течения, тепло -и массообмена в осесимметричных каналах с местной закруткой потока изучены недостаточно. Имеющиеся в литературе результаты в подавляющем большинстве относятся к исследованию осредненных характеристик течения и теплообмена в непроницаемых трубах с частными законами начальной закрутки. Так мно- гочисленные результаты исследований по гидравлическому I сопротивлению и среднему теплообмену достаточно полно от-( ражены в [ 67]. [c.7]

В связи с изложенными выше соображениями следует считать, что дальнейшее изучение закономерностей течения, тепло-и массообмена закрученных потоков в осесимметричных каналах, систематизация этих данных и разработка универсальных ин женерных методов расчета таких течений являются актуальной научной и прикладной проблемой. Результаты этих исследований найдут широкое использование в различных областях техники. [c.8]

В последние годы интенсивно изучаются закрученные потоки в осесимметричных каналах переменного сечения (сопла, диффузоры и т. д.). Впервые эта задача возникла при изучении вопроса о влиянии закрутки на характеристики сопел. Было обнаружено [65], что при определенных условиях закрутка потока может служить средством регулирования расхода газа через сверхзвуковое сопло. Поскольку расходные характеристики канала неразрывно связаны с локальными Ч1араметрами потока, то вопрос о распределении скоростей в соплах и каналах переменного сечения при течении с закруткой приобрел самостоятельное значение. [c.106]

Течение закрученного потока в расширяющихся осесимметричных каналах характеризуется специфическими особенностями. Взаимодействие продольного и поперечного градиентов статического давления приводит к возникновению обратных течений, открытых или замкнутых вихревых областей и т. д. Бос-селом [ 3] было установлено, что эти явления в основном обусловлены невязкими членами. Им же было установлено слабое влияние производных в осевом направлении на величину окончательных результатов. В квазицилиндрическом приближении (- = 0) при условии начальной закрутю по закону твердого тела идеальное течение в расширяющемся [c.110]

Характерной особенностью осесимметричных каналов является переменная по высоте толщина выходной кромки сопловой решетки. На рис. 6-13 показана фотография двух диафрагм со сверлеными соплами и наборной решеткой. Опыты, проведенные А. В. Щеколдиным, показали, что минимальные потери в сверхзвуковой ступени соответствуют 14% перерезания сопловых каналов в выходной части. Степень перерезания определялась по формуле [c.132]

Были проведены оиыты по изучению структуры потока за кольцевой решеткой, составленной из осесимметричных каналов (опыты КТЗ). Геометрические характеристики испытанной кольцевой решетки представлены на рис. 6-14. Полные давления, отнесенные к измеренному полному давлению ио оси соплового канала, на различных радиусах и ио шагу сегмента из семи соил представлены на рис. 6-15. Обозначения диаметров, на которых производились исследования потока ио шагу, соответствуют рис. 6-14,6. Первый и шестой сопловые каналы являются крайними в сегменте сопл с парциальным впуском пара. Из 16 каналов сопловой кольцевой решетки 10 в данных опытах было заглушено с тем, чтобы определить потери энергии в концевых каналах парциальных ступеней. Приведенные опытные данные получены на расчетном режиме работы сопла при числах Ма = 3,67 по измерениям на расстоянии 1 мм от среза сопла. [c.133]

Поле касательных напряжений в потоке жидкости и газа весьма консервативно относительно режима течения. Так, при стационарном, неускоренном течении в осесимметричном канале распределение касательных напряжений по поперечному сечению является одной и той же функцией безразмерного радиуса как для ламинарного, так и для переходного и турбулентного режимов течения. Автохмодельность поля касательных напряжений относительно режима течений с большой степенью точности выполняется и в пограничном слое при внешнем обтекании твердых тел. [c.166]

По этому поводу см. в. г. С а н о я н, Движение жидкости в осесимметричном канале заданного профиля и расчет действительных давлений. Труды Ленингр. политехи, ин-та им. Калинина, № 176, 1955, стр. 160—174. [c.289]

Хайруллта О.Б. Расчет стационарных дозвуковых вихревых потоков идеального газа в осесимметричных каналах сложных геометрий // Вопросы атомной науки и техники. Сер. Математическое моделирование физических процессов. 1990. Вып. 3. С. 32-39. [c.512]

Часто в техно л огиче ских установках присутствуют осесимметричные каналы сложных конфигураций, в которых образуются сложные нестационарные гидро- и газодинамические течения. При проектировании таких установок одним из важных моментов является знание как структуры течений, так и параметров, характеризующих их. С целью сокращения натурных испытаний необходимы эффективные численные методы, позволяющие достаточно быстро рассчитывать надежно прогнозируемые параметры течений. Создание же численных методов расчета течений газа в каналах сложных геометрий связано с большими трудностями. Это — сложные геометрии расчетных областей, большой диапазон изменения скоростей потока, образование многих вихревых зон с замкнутыми линиями тока, вызванное взаимодействием встречных потоков. Как правило, расчеты, приведенные в публикациях (например, [31-33]), связаны с серьезными ограничениями на геометрии каналов либо на структуру течений. [c.533]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...