Течение в сопле, экспериментальные ламинарного течения

Результаты теоретических и экспериментальных исследований [108] и [109] естественного перехода ламинарного течения в турбулентное в плоско-параллельной струе подтвердили, что критическое число Рейнольдса для струи не превышает Re, p = = 50, т. е. если Re > 50, то возмущения, имеющиеся в струе, нарастают вниз по течению и на том или ином расстоянии от сопла струя становится турбулентной. Расстояние же от сопла до сеченпя перехода зависит, как н для осесимметричной струи, от Re и от распределения скоростей на выходе сопла (см. с. 129). [c.123]

В подавляющем большинстве расчетных методик профили скорости и температуры (энтальпии) на срезе сопла принимаются постоянными, в то время как экспериментальные данные, приведенные на рис. 89, свидетельствуют о значительной начальной неравномерности распределения параметров, которая сильно зависит от режима работы плазмотрона. Так, в работе [78] для плазмотрона с самоустанавливающейся длиной дуги, при изменении расхода аргона в пределах 0,66—1,66 г/с и мощности 10 и 15 кВт профили относительной скорости занимают всю область между соответствующими кривыми для ламинарного и турбулентного течения. Сильная зависимость профилей относительной избыточной температуры при изменении тока от 200 до 600 А и расходе аргона 0,34 г/с отмечена в работе [105]. Начальная неравномерность параметров плазмотронов обусловлена наличием теплового и динамического погранслоев на стенках сопла. [c.157]

Отметим, что описанное в данном разделе исследование показало существенное влияние шероховатости внутренней поверхности сопла на формирование и развитие продольных вихревых структур в начальном участке сверхзвуковой струи. Интенсивность вихревых структур, их поперечный размер и протяженность в свою очередь зависят от геометрической формы и размера микронеровностей и места их расположения в сопле. Измерения в слое сдвига в непосредственной близости от сопла указывают на ламинарный характер течения в пограничном слое сопла при числах Рейнольдса Re 10 , что коррелирует с экспериментальными данными по изучению ламинарно-турбулентного перехода в аэродинамических трубах. В работе [10] также указывается, что [c.176]

В основе всех существующих в настоящее время представлений о механизмах воздействия звука на струйные течения лежит представление о гидродинамической неустойчивости свободного сдвигового слоя струи и струи в целом и об упорядоченных структурах, возникающих в струях вследствие этой неустойчивости. Наличие таких упорядоченных структур как в ламинарных, так и в турбулентных струях, подтверждено многочисленными экспериментальными и теоретическими исследованиями. Предлагаемые различными исследователями механизмы воздействия звука на струйные течения охватывают все возможные способы воздействия на такие упорядоченные структуры. В частности, предполагают, что в турбулентных струях возможно прямое взаимодействие между звуком и турбулентной структурой потока, прямое воздействие звука на процесс передачи энергии от больших турбулентных вихрей к меньшим [1]. Другая точка зрения состоит в том, что звуковые колебания действуют на струю у среза сопла вблизи точки отрыва потока и приводят к образованию вихрей, которые по мере их распространения вдоль струи, вследствие неустойчивости струи и/или ее сдвигового слоя могут усиливаться или ослабляться в зависимости от частоты воздействия (см., например, [2]). Это наиболее распространенная точка зрения на процесс взаимодействия звука со струями. Высказывается также предположение, что возможна постоянная связь между звуковой волной, воздействующей на слой смешения, и возбужденной волной неустойчивости на протяжении нескольких длин волн неустойчивости [3] и, наконец, существует мнение, что взаимодействие звука со струей происходит через воздействие на поверхность раздела между струей и окружающим пространством [4]. [c.39]

Характеристики ламинарных струй. Смешанные формы течений. Характеристики турбулентных струй имеют для рассматриваемой области существенное прикладное значение. Вместе с тем редко встречаются условия, при которых вся струя, вытекающая из сопла, была бы ламинарной. Это определяется тем, что течение струи в удалении от сопла перестает быть ламинарным уже при очень малых значениях Re. Так по данным Г. Шлихтинга переход от ламинарного к турбулентному течению при истечении из узкой щели происходит при величинах Re, не превышающих 30 ([48], стр. 158). Аналогичные данные получены Сато и Сакао, которые провели экспериментальное исследование устойчивости плоских струй при малых возмущениях [105]. Ими установлено, что при изменении Re от 12 до величины порядка 20 или 30, струя полностью ламинарная и возникают периодические флуктуации лишь в очень малой области течения. При изменении Re в пределах от нижнего значения порядка 20—30 до верхнего порядка 40—60 наблюдались периодические колебания в широкой области течения, которые, однако, не переходили в неупорядоченные колебания. При значениях Re, больших чем 40—60, было отмечено возникновение неупорядоченных колебаний вниз по течению от области, где флуктуации являлись периодическими. [c.71]

Гипотеза о наличии двух механизмов ламинарно-турбулентного перехода в слое смешения струи разреженного газа высказывалась в [53] применительно к наблюдаемому режиму самоорганизации течения в сверхзвуковой струе с числом Re = 10 — 10 . В условиях, рассматриваемых в настоящей работе при Re = 10 , когда экспериментально установлен ламинарный харгжтер течения на срезе сопла, представляется возможным развитие в слое смешения возмущений как за счет неустойчивости Кельвина — Гельмгольца, так и за счет неустойчивости Тейлора—Гертлера с последующей турбулизацией течения. [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...