Общие характеристики течения в каналах

ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕЧЕНИЯ В КАНАЛАХ [c.174]

Из многочисленных приложений, где необходимы сведения об интегральных характеристиках течений в каналах при малом возмущении их первоначальной цилиндрической поверхности, укажем проблему интенсификации теплообмена путем слабой деформации поверхности туб (при тщательной оценке сопутствующего увеличения их сопротивления) [1] и на задачу расчета сопротивления капиллярных трубок и биологических транспортных систем в виде трубок и каналов при деформировании их стенок [2]. Если для первой проблемы рассматриваемый класс ламинарных течений в каналах с деформированными стенками является только одним из возможных (в общем случае требуется анализ эффектов перехода, турбулентности, отрыва потока), то во втором случае, характеризующемся малыми числами Рейнольдса, модель ламинарного течения полностью адекватна. [c.374]

Для замкнутых каналов, сечение которых отличается от круга, коэффициент теплоотдачи является функцией геометрических характеристик. Например, для канала треугольного сечения такой дополнительной характеристикой является отношение длин сторон треугольника. Однако при турбулентном течении тонкий ламинарный подслой почти не меняет своего размера в зависимости от формы стенки. Наблюдающееся же вздутие слоя в углах и изменение его профиля около выступов имеют только местное значение. В результате этого закономерности теплоотдачи при турбулентном течении в каналах различной формы, в общем, остаются одними и теми же. Из опытов следует, что приближенно в этом случае можно пользоваться формулой (10.77), вводя в критерии Nu и Re так называемый эквивалентный диаметр [c.210]

Заметим, что общей характеристикой течения при обтекании направляющих поверхностей является изменение скоростного напора, связанное с изменением скорости потока. Течение в прямолинейном канале постоянной ширины представляет меньший [c.331]

Наиболее простой приближенный способ расчета аэродинамических характеристик неизотермического течения жидкости и газа в каналах основан на использовании так называемой определяющей температуры, которая часто принимается равной полусумме температур газа и стенки. Указанный способ позволяет производить приближенный пересчет характеристик изотермического течения в каналах на более общий случай неизотермического течения. [c.806]

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]

В предыдущей главе были рассмотрены общие закономерности развития закрученного потока в цилиндрическом канале длиной 150 диаметров. Такая длина была достаточной, чтобы проследить трансформацию характеристик закрученного течения вплоть до практического вырождения эффектов начальной закрутки и перехода к закономерностям осевого течения. В технических устройствах используются каналы различной относительной длины. В связи с этим представляет интерес зависимость структуры закрученного потока и других его характеристик от длины канала. Эта зависимость выявлена на основе экспериментального исследования распределения скоростей и давлений в каналах с длиной от 14 до 150 диаметров при различной интенсивности закрутки. [c.59]

Рассмотрим более общую задачу, в которой необходимо построение характеристик в поле потока. Сверхзвуковой поток движется в канале, одна из стенок которого в точке А терпит излом (рис. 5.12). Поток ограничен твердыми стенками и граничные условия заключаются в том, что на стенках задано направление скорости. В точке Л возникнет центрированная волна разрежения, в которой поток повернет на заданный угол б до направления АВ. Для расчета методом характеристик разобьем весь поворот на п элементарных поворотов с углами б/н. Для наглядности построения выберем я = 3. Центрированная волна разрежений изображается в диаграмме характеристик линией 1234, а в плоскости течения — тремя элементарными волнами. Эти элементарные волны, идущие из точки А, построены как нормали к участкам 12, 23 и 34. Вектор скорости после первой элементарной волны изображается в диаграмме характеристик отрезком 02 н, следовательно, не параллелен нижней стенке. Первая элементарная волна в точке С отражается от твердой стенки. Отраженная волна изображается в диаграмме характеристик кривой 25 и вектор 05 [c.110]

В общем случае база может состоять нз целого ряда критериев. Чем сложнее исследуемое явление, тем шире обычно оказывается критериальная база. Например, нестационарное движение жидкости в канале определяется характерной скоростью о, линейным размером L, характерным временем /о, вязкими и инерционными свойствами жидкости, характеризуемыми вязкостью р, и плотностью р, а также массовой силой, для характеристики которой можно принять удельный вес y—pg- Таким образом, систему определяющих параметров составляют о, L, to, р, g, (х. Здесь число определяющих параметров п = 6, а число параметров с независимыми размерностями =3. Следовательно, база для механически подобных течений будет иметь три безразмерных параметра, получивших в теории подобия следующие названия [c.203]

В качестве иллюстрации к изложенному приведем расчет для изотермического газа, но при этом, для простоты, рассмотрим случай примыкания нестационарной двойной волны не к течению общего типа, а к установившейся простой волне таким образом, что границей между течениями служит характеристика лишь одного семейства. Пусть установившийся однородный сверхзвуковой поток вначале распространяется в канале с [c.69]

До сих пор рассматривались основные характеристики кавитации без учета условий течения, при которых она происходит. Направляющие поверхности упоминались лишь в общем смысле. Следующие три раздела более конкретны, поскольку они посвящены трем обычным случаям течения, представляющим особый интерес для гидравлических устройств течению в криволинейных каналах, обтеканию изолированной лопатки или гидропрофиля, а также обтеканию решетки гидропрофилей. В основном будут рассмотрены плоские течения. В настоящем разделе рассматривается плоское течение в криволинейном канале конечной ширины. [c.331]

Сказанное не справедливо для изменения числа Кг с изменением расхода, если установка содержит движущиеся части. В таких случаях изменения расхода могут привести к соответствующему изменению направления, а также величины скорости потока. Этот вопрос обсуждался в разд. 7.8 и 7.9 при рассмотрении влияния изменения угла атаки на характеристики одиночного гидропрофиля или решетки профилей. Подобный эффект наблюдается также в канале ниже решетки, хотя в этом случае термин угол атаки обычно не используется. Не раз будет показано, что интервал изменения числа Кг гораздо шире интервала изменения числа /С/. Более того, изменения этих двух чисел могут происходить противоположным образом. Для примера рассмотрим участок входа в центробежный насос. Если входные условия в остальном неизменны, то уменьшение расхода потока приведет к увеличению числа Кг и, следовательно, к уменьшению тенденции к кавитации. Однако с уменьшением расхода потока изменяется угол натекания потока на входные кромки лопастей рабочего колеса. Это может вызвать резкое увеличение числа Кг на рабочих лопастях и увеличение тенденции лопастей к кавитации. Если при этом Кг>Кт, то кавитация будет развиваться, хотя общие условия течения стали менее напряженными. [c.607]

Гидравлические машины с вращающимся рабочим колесом подразделяются на три типа радиальные, диагональные и осевые. Такая классификация довольно произвольна из-за отсутствия четкой границы между этими типами машин. При рассмотрении кавитационных характеристик важнее остановиться на общих для всех типов машин свойствах течений, чтобы применить к ним один и тот же метод. Вообще в машинах с малым коэффициентом быстроходности, т. е. машинах радиального типа, каналы имеют относительно большие длины и малые поперечные сечения. Поэтому имеется тенденция рассматривать течение в межлопастных каналах как течение через ряд изолированных каналов. [c.615]

При больших перепадах давления до и после дросселя характеристики дросселей с относительно большим отношением длины к диаметру сечения канала также отличаются от характеристик ранее рассмотренных дросселей, у которых Ijd составляет величины порядка 1—2, Для дросселей с большим отношением Ijd отклонение от (р1/ро)кр = 0,53 и изменение других характеристик дросселя по сравнению с характеристиками дросселей с малыми Ijd определяются тем, что при течении воздуха по каналу проявляется действие сил трения Расчет характеристик этих дросселей проводится на основе использования выводов газодинамической теории течения в трубах. Для дросселей с большими отношениями Ijd при течении в них воздуха под большими перепадами давлений необходимо в общем случае учитывать как местные сопротивления, так и потери на трение в канале дросселя, а также принимать во внимание теплообмен между потоками воздуха и стенками дросселя [35]. [c.262]

Гидростатические и гидродинамические подшипники можно представить в виде системы каналов простой формы (кольцевых, круглых, плоских и т. п.), гидравлически связанных между собой специфично для каждого типа подшипника. Если подшипники работают на маловязкой жидкости, подобной воде, то для всех их элементов характерен турбулентный режим течения. Гидравлические характеристики отдельных элементов подшипников можно рассчитать по приведенным выше зависимостям или подобным им, если элемент является специфичным. Суммируя гидравлические характеристики отдельных элементов по правилам, описанным ниже, можно получить зависимость перепада давлений от расхода жидкости через подшипник. Такой подход является общим для получения гидравлических характеристик подшипников независимо от их конструктивных особенностей. Часто для расчета общих характеристик вспомогательных трактов целесообразно включать их i общую гидравлическую схему, как систему гидравлически связан ных между собой каналов разной формы. [c.53]

Общие замечания. Исследование переходных процессов в элементах пневмоники проводится на испытательных установках, аналогичных показанной на рис. 45.1. Только лишь дополнительно применяется аппаратура для формирования входных сигналов и используются приборы для измерений и регистрации изменений во времени давлений и расходов (во входных и в выходных каналах элементов) и для воспроизведения картины течений на неустановившихся режимах работы. При подборе или создании этой аппаратуры исходят из того, что для некоторых элементов пневмоники время протекания переходных процессов составляет лишь десятитысячные доли секунды. Особое внимание при подготовке к испытаниям приходится обращать на то, чтобы не происходило искажения характеристик исследуемых элементов из-за влияния пневматических емкостей и сопротивлений элементов установки и измерительных приборов, присоединяемых к исследуемому элементу. Этот вопрос является основным при испытаниях струйных и других элементов, размеры сечений каналов в которых равны лишь нескольким миллиметрам, а иногда составляют только десятые доли миллиметра. [c.426]

И. А. Чарным наряду с общим исследованием течения в трубах реальных сред проведен анализ двух конкретных случаев движения жидкости и газа, для которых сделаны выводы, распространяемые и на другие формы движения одним из них является гидравлический удар, вызываемый внезапным перекрытием канала, в котором до этого скорость потока была равна Уо другим — распространение импульса давления по каналу, конец которого заглущен. Эти случаи движения отличаются от рассматриваемых здесь. Однако сделанные в работе [25] при их исследовании выводы, касающиеся влияния длины канала на характеристики изменения давления в нем, могут быть использованы и при анализе других процессов, при которых резко изменяется расход в каналах. [c.403]

Турбулентные течения в трубах наиболее часто встречаются в технике,. имеют большое практическое значение и им посвящены многочисленные исследования. Опыты показывают, что влияние стенки на характеристики турбулентных течений настолько велико, что пристеночные турбулентные течения в каналах и в турбулентных пограничных слоях обтекаемых тел имеют много общих фундаментальных закономерностей. Пр.и ламинарном течении в трубе поле течения однородно — определяется только молекулярным трениехМ. Форхмулы поля скоростей t /wmax= (l—и закона сопротивления тр = 64/Re получены чисто теоретическим путем из решения уравнений неразрывности и Навье— Стокса (см. п. 7.1). При турбулентном режиме течения также существует однозначная связь между полем скоростей и законом сопротивления. Однако эти зависимости получить теоретически пока невозможно либо поле. скоростей, либо закон сопротивления должны быть получены из эксперимента. [c.145]

Изложены общие принципы ноетроення математического описания многофазных систем особое внимание уделено 1)ормулировке универсальных и специальных условии совместности на межфазных границах. Анализируется гидростатическое равновесие газожидкостных систем волновое движение на поверхности тяжелой жидкости, классические неустойчивости Тейлора и Гельмгольца гидродинамика гравитационных пленок. Рассмотрены закономерности стационарного движения дискретной частицы (капли или пузырька) в несущей фазе, механизм и количественные характеристики роста паровых пузырьков в объеме равномерно перегретой жидкости и на обогреваемой твердой стеикс. Приводятся характеристики течения газожидкостных потоков в канале, методы расчета истинного объемного паросодержания и трения в потоках различной структуры методы расчеты теплообмена и кризисов при пузырьковом кипении в трубах. [c.2]

Величины л, Р, w q, w q, Wq в больщинст-ве задач являются заданными, однако они в общем случае не определяют непосредственные действительные скорости фаз или действительное паросо-держание в канале. Физически важные характеристики потока ф, V/", W не входят в условия однозначности, а являются функцией процесса и при анализе двухфазных течений выступают как искомые величины (ясно, что достаточно знать одну из этих трех величин). [c.95]

Полностью развитое, или равномерное, течение в трубах и каналах может расматриваться как особая разновидность течения с пограничным слоем. Как и в общем случае турбулентного пограничного слоя, основную роль в формировании профиля осредненной скорости играет турбулентность, генерирующаяся из-за сдвигового течения вблизи твердой стенки. Имеется, вообще говоря, одно существенно отличие при турбулентном течении в трубах и каналах турбулентность распределена по поперечному сечению непрерывно, и перемежающегося вторжения нетурбулизованной жидкости в область максимальной осредненной скорости не происходит. Тем не менее осредненные характеристики полностью развитого течения в трубах и каналах имеют много общего со свойствами пограничных слоев, рассмотренных в гл. 12. [c.281]

В работах [4, 5] было исследовано влияние излучения на теплообмен при течении Куэтта излучающей и поглощающей жидкости, а в [6, 7] рассмотрено течение пробки излучающего и поглощающего газа в канале и полностью термически развитое ламинарное течение между двумя параллельными диффузно излучающими и диффузно отражающими изотермическими бесконечными пластинами. Автор работ [8, 9] исследовал влияние излучения на характеристики ламинарного течения излучающей и поглощающей жидкости с постоянными свойствами при параболическом профиле скорости между двумя параллельными пластинами и в трубе. Течение пробки газа между двумя параллельными пластинами исследовалось в [10] при этом для решения радиационной ча сти задачи было использовано приближение Шустера — Шварцшильда. Исследованию теплообмена на тепловом начальном участке при течении излучающей и поглощающей жидкости в трубе в приближении серого и несерого газа при параболическом профиле скорости посвящены работы [И, 12]. Авторы [13, 14] исследовали теплообмен при турбулентном течении излучающего и поглощающего серого газа в трубе в условиях, когда газ является оптически тонким, а в работе [15] приведены экспериментальные и теоретические результаты по теплообмену при полностью развитом течении несерого излучающего газа в трубе. Задача нахождения распределения температуры на тепловом начальном участке для ламинарного течения в трубе была решена в общем виде методом [c.581]

Главы 8, 10 и 11 содержат примеры применения ONDU T для решения задач стационарной и нестационарной теплопроводности, полностью развитого течения, теплопереноса в каналах и др. Обсудим некоторые общие характеристики всех этих примеров. [c.125]

По данным рис. 38.4, б можно сделать заключение о том, что при ламинарном течении в условиях очень малых значений Re скругление участков поворота в каналах не представляется необходимым. Однако с увеличением Re в пределах области ламинарных режимов относительное уменьшение потерь, выражен- ное в эквивалентных единицах bl/d, возрастает при каждом данном RJd прямо пропорционально значению Re. При турбулентных режи1иах течения величина bljd мало зависит от Re при изменении Re от 2300 до 50 000 она увеличивается при фиксированном значении RJd менее чем в 1,5 раза. Из приведенных на рис. 38.4,6 характеристик следует, что с точки зрения уменьшения местных сопротивлений в коленах существенное значение имеет величина радиуса скругления лишь при значениях RJd<2-, дальнейшее увеличение относительного радиуса скруг ления практически не влияет на потери в колене и может быть целесообразным лишь в связи с уменьшением общей длины коммуникационного канала. [c.357]

Рассмотрим течение в плоском, в общем случае несимметричном канале (рис. 1.11). Пусть в выходном сеченнп ВВ вектор скорости постоянен и известен. Тогда характеристики ОВ и ОВ прямолинейны. В силу свойств простой волны в областях АОВ и А ОВ АО и А О — характеристики второго и первого семейств) будут [c.54]

На микрозонде М5/46 фирмы Сатеса количественный металлографический анализ проводят следующим образом. Электронный зонд совершает возвратно-поступательные перемещения по оси х одновременно образец линейно перемещается по оси у, в результате чего зонд на шлифе проходит пилообразную траекторию, пересекая встречающиеся по пути частицы. Концентрация фазы на площади сканирования определяется из отношения времени, в течение которого зонд находится на исследуемой фазе, к времени общего сканирования. Для этого используется генератор импульсов (60 Гц). При сканировании определяется общее число импульсов за время сканирования исследуемой площади на образце и число импульсов генератора за время, когда зонд находится на анализируемой фазе. Из сигнала от счетчика спектрометра дискриминатором выделяется лишь та часть, которая отвечает заданной интенсивности характеристического излучения, зависящей от концентрации элемента. Дискриминаторы трех каналов настраивают на разные уровни характеристического излучения одного элемента или на излучение различных элементов. Анализ ведется в режиме сканирования по площади с фоторегистрацией (изучение характера распределения) или с регистрацией на соответствующих пересчетных устройствах (получение Количественных характеристик). [c.149]

Для изучения приливных волн в течение XIX в. был проведен ряд исследований, Каналовая теория , разработанная Эри не вытеснила, а дополнила (для каналов) теорию Лапласа. Разрабатывалась теория вынужденных колебаний тяжелой жидкости в полностью закрытых бассейнах при сравнительно малых размерах бассейна — это дало теорию сейшей Но, как ни суш,ественны эти работы, вследствие практического значения и благодаря развиваемым в них методам, общую теорию волн они в основном не изменили. Объем физических понятий и представлений, используемых в теории волн, остался прежним. То же самое можно сказать о теории капиллярных волн, где принимается во внимание поверхностное натяжение жидкости наиболее суш,ественные результаты были получены Кельвином и Рэйли, а до них исследованием капиллярной ряби занимался Фарадей. Учет капиллярности важен в задаче о волнах на поверхности раздела двух жидкостей. Основные характеристики капиллярных волн можно теоретически получить, используя энергетические соображения и понятие групповой скорости (для капиллярных волн групповая скорость превосходит фазовую, что дает объяснение ряда своеобразных эффектов). [c.281]

Ясно, что трубы для испытания винтов в принципе очень близки к стендам для испытания насосов и турбин, описанным в разд. 10.5. Все эти установки используются для определения рабочих характеристик гидравлических машин и должны обеспечивать возможность испытаний в широком диапазоне рабочих условий. Большршство проблем, связанных с различными проявлениями кавитации, одинаково для установок всех трех типов. Однако трубы для испытания винтов имеют одну отличительную особенность. В случае насосов и турбин условия течения на входе во вращающийся элемент определяются главным образом формой каналов машины и подводящего трубопровода непосредственно перед машиной. Эти каналы можно воспроизвести с любой необходимой точностью. С другой стороны, винты не имеют наружного корпуса и условия течения перед винтом определяются многими факторами, например, общими обводами судна, положением винта относительно корпуса, положением и конструкцией стоек, рулей и других деталей, глубиной воды под судном, степенью загрузки судна и т. д. [c.585]

Гидротехническими сооружениями называются такие разнообразные гражданские инженерные сооружения, как плотины, водосливы, затворы, каналы и тоннели. Чаще всего эти сооружения создаются из кирпича или бетона, а поток жидкости в них обычно имеет свободную поверхность. Очевидно, материалы конструкции яе играют роли в анализе течения с целью определения положения и характеристик критических кавитационных областей, хотя и определяют шероховатость поверхности. Болл [1] рассматривал влияние чистоты обработки поверхности на кавитацию в высокоскоростных потоках и обнаружил, что вихри, срывающиеся с элементов шероховатости, могут являться очагами развития местной кавитации при отсутствии кавитации во всем потоке. Кенн [76] привел примеры разрушающего действия такой вихревой кавитации на бетон. Общий обзор проблем кавитации применительно к гражданским техническим сооружениям можно найти в работе Брауна [3], а применительно к гидротехническим сооружениям в работе Розанова [8а]. Туллис и Маршнер [14] опубликовали обзор по кавитации в клапанах. [c.612]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...