Начальные условия истечения турбулентных струй

Начальные условия истечения турбулентных струй [c.35]

Струя жидкости, вытекающая через отверстие или насадок в газовую среду или в жидкость, с ней не смешивающуюся, испытывает действие массовых сил (например, инерции и тяжести), трения, поверхностного натяжения, а также сил давления, обусловленных турбулентным перемешиванием как в самой струе, так и в среде. Влияние каждой из действующих сил на характер движения струи и на ее последующее разрушение не одинаково для различных начальных условий истечения. [c.346]

Указаны аэродинамические, акустические и геометрические параметры, характеризующие начальные условия истечения и определяющие закономерности распространения струи и ее восприимчивость к различного рода периодическим возмущениям. Дана классификация акустических методов управления турбулентных струй ( пассивных и активных). [c.8]

Третья глава содержит результаты экспериментальных исследований влияния акустических возмущений на генерацию аэродинамического шума дозвуковых струй. Рассмотрено влияние начальных условий истечения, модового состава акустического возбуждения и когерентных структур на шум изотермических и неизотермических турбулентных струй в ближнем и дальнем поле. [c.9]

Выше упоминалась важная роль когерентных структур в крупномасштабном переносе импульса, тепла и массы, а также в генерации аэродинамического шума в турбулентных дозвуковых струях. Изучение образования, взаимодействия и распада этих структур позволило существенно углубить существующие представления о механизме турбулентного смешения и образования шума в струях. Зависимость когерентных структур от начальных условий истечения и их чувствительность к различного рода периодическим возмущениям открывает широкие возможности для эффективного управления аэродинамическими, тепловыми и акустическими характеристиками начального участка турбулентных струй, т.е. направленного изменения этих характеристик. [c.40]

Поскольку широкополосный подъем спектра пульсаций в дальнем поле нелинейным образом зависит от вынуждающего возбуждения, интенсивность усиленного шума струи не подчиняется закону восьмой степени (и ), справедливому для чисто струйного шума при тщательно контролируемых начальных условиях истечения (малых уровнях возбуждения) вместо закона Uq усиленный шум струи изменяется по закону и . Широкополосное усиление турбулентности и шума часто реализуется при экспериментальных исследованиях струй на различного рода модельных установках для широкого диапазона чисел Маха, Рейнольдса, Струхаля и температур. [c.208]

Имеющиеся в литературе данные [1-7], даже по таким простейшим характеристикам, как длина начального участка струи и толщина слоя смешения, весьма разноречивы. Расхождение экспериментальных данных, с одной стороны, объясняется различием в начальных условиях истечения (начальный уровень турбулентности, толщина и состояние пограничного слоя, число Рейнольдса), не всегда достаточно полно приводимых в работах. С другой стороны, в большинстве работ по причинам экономии приходится проводить эксперименты на мелкомасштабных моделях, что приводит к снижению точности измерений. Кроме того, при измерении на малых моделях обычно малы числа Рейнольдса Ке. При этом истечение струи становится неавтомодельным и зависит от Ке. [c.565]

С приближением скорости спутного потока к скорости струи влияние различия плотностей на толщину зоны смешения сильно ослабевает, а при ш = 1 - исчезает вообще. Этот факт иллюстрирует рис. 4, где представлена зависимость Ь° от п для ш = О и ш = 1. Возможно, при ш = 1 развитие зоны смешения зависит только от начальных условий истечения (пограничный слой на стенках сопла, исходные характеристики турбулентности потоков и т.п.). [c.274]

Методы расчета плазменных струй, суш,ествуюш,ие в настоящее время [19, 23, 28, 47, 74, 73], удовлетворительно объясняют одни экспериментальные данные и сильно расходятся с другими. Это объясняется тем, что на распространение плазменной струи большое влияние оказывают начальные условия ее истечения, к которым прежде всего относятся [83] режим течения на срезе сопла, начальная неравномерность параметров и исходная турбулентность. Эти факторы при расчетах обычно не учитываются. [c.157]

Табл. 14.8 и рис. 14.15 содержат результаты решения системы уравнений (14.51) применительно к истечению турбулентной плавучей струи в неподвижную линейно-стратифицированную жидкость. В результате численного решения системы уравнений скорость на оси струи в сечении непосредственно за начальным участком находится по 0 , а в сечении на основном участке — по 00. Концентрация примеси р — рт оценивается по параметру 0р. Равновесный уровень находится из уравнения сохранения количества движения при условии, что вовлечение отсутствует, а предельный уровень — из условия, что скорость на оси струи равна нулю. [c.242]

Аэродинамические и акустические параметры, характеризующие начальные условия истечения дозвуковых затопленных и спут-ных турбулентных струй. В общем случае начальные условия истечения характеризуются распределением в выходном сечении сопла средней скорости, температуры, энергии и масштаба турбулентности. Применительно к затопленным струям с почти равномерным распределением перечисленных параметров по сечению (вне пограничного слоя на срезе сопла) для характеристики начальных условий истечения используются следующие параметры Re = uadju - число Рейнольдса, Мо = щ/а - число Маха, То/Тоо - степень неизотермичности, = и /uq - степень турбулентности в центре выходного сечения сопла, <5q и бо и Я = 6 /во - толщина вытеснения, толщина потери импульса и формпараметр пограничного слоя в выходном сечении сопла. К начальным условиям истечения относится также режим течения в пограничном слое в выходном сечении сопла (ламинарный, переходный, турбулентный). В ряде случаев представляется также существенным знание масштаба турбулентности, а также наличия вибраций сопла - продольных и поперечных, их величина и спектры. Характеризуются они величиной вибрационного ускорения, которая измеряется специальными вибродатчиками. [c.35]

Аэродинамические и акустические характеристики струи (это в равной степени относится к экспериментальной установке или натурному турбореактивному двигателю) могут заметно измениться под действием акустических возмущений, распространяющихся вдоль по потоку по тракту экспериментальной установки и ТРД. Поэтому начальные условия истечения следует дополнить уровнем и спектром шума в выходном сечении сопла. Особенно существенно наличие дискретных составляющих в этом спектре, которые могут заметно изменить аэродинамические и акустические характеристики струи. Для струи в спутном потоке, кроме перечисленных параметров, требуется еще знать параметры спутного потока в плоскости выходного сечения сопла, профили скорости и энергии турбулентности, параметр спутности т = Uoo/uq. Начальные распределения скорости, температуры и концентрации примеси важны еще и потому, что они определяют инварианты струи - условия постоянства избыточного импульса, избыточного теплосодержания и избыточного содержания примеси [1.1,1.14], справедливые при отсутствии продольного градиента давления в спутном потоке. [c.35]

Пассивное управление осуществляется за счет изменения начальных условий истечения (режим течения в пограничном слое на срезе сопла, изменение параметров этого слоя, начальная турбулентность потока, начальный масштаб турбулентности) или же изменения геометрии устройства, формирующего струю (форма сопла или диафрагмы с острыми кромками, сопла сложной геометрии прямоугольные, треугольные, эллиптические, кольцевые, многотрубчатые, лепестковые, сопла круглого сечения с генераторами продольных вихрей в их выходном сечении). Пассивное управление позволяет не только изменять топологию крупномасштабных когерентных структур, но при их ослаблении усиливать относительную роль мелкомасштабной турбулентности. Как правило, при пассивном управлении достигается интенсификация смешения, хотя при некоторых слабых воздействиях, приводящих к ослаблению когерентных структур в струе удается получить и противоположный эффект - ослабление перемешивания. [c.40]

Таким образом, акустическое гармоническое возбуждение турбулентной струи при сравнительно малых амплитудах является эффективным средством управления ее статистическими характеристиками. В настоящей главе рассматривается реализация такого управления при различных начальных условиях истечения (уровня возбуждения, режима течения в начальном пограничном слое, начальной турбулентности потока, модового состава акустических возмущений, числа Маха истечения, степени неизо-термичности струи, влияния отклонения формы управляющего сигнала от гармоничности и др.). [c.56]

При истечении непосредственно в слой зернистой загрузки струя находится в стесненных условиях. При этом движение ее происходит в поровых каналах в форме множества микроструй, которые то растекаются, то вновь сливаются. В этом случае струя теряет свою индивидуальность , а зависимость = / (Re O ) несколько изменяется, хотя граничные условия сохраняются такими же, как и при истечении свободной турбулентной струи. Возрастание ц на начальном участке более спокойное, что характерно для степенной функции вида [c.54]

Турбулентная паровоздушная струя с отрицательным коронным разрядом (рис. 1, а). Дозвуковая турбулентная паровоздуп1ная струя создавалась в результате истечения водяного пара из сопла диаметром 0.28 сж в затопленное воздушное пространство с давлением р = = 980 мбар [3, б, 7]. Параметры на срезе сопла (температура То = = 380-630 К, скорость пара = 200-300 ж/с) обеспечивали режимы течения с разным пересыщением пара. В струе имелись классические начальный, переходный и основной участки течения (на срезе сопла число Рейнольдса Ке 2 10 ). В струю, в разных ее сечениях, вводилась коронирующая игла 1 - электрод отрицательного коронного разряда. Выбирались такие условия на срезе сопла, при которых в отсутствие коронного разряда конденсация протекала вяло или вообще отсутствовала, но при введении отрицательных ионов конденсация на них могла развиваться. Такая электрическая конденсация в струях подробно описана в [7. [c.716]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...