Струи и струйные течения

СТРУИ и СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ [c.271]

II.Струи и струйные течения. Пренебрегая внешними силами предположим, что мы имеем жидкость, движущуюся в двух измерениях, ограниченную свободными линиями тока (11, Цг- Эти линии тока делят плоскость на три области А, В, С, причем движущаяся жидкость занимает область В. Если [c.272]

Струи и струйные течения 273 [c.273]

Струя или струйное течение могут быть замкнуты и могут распространяться до бесконечности (рис. 192). [c.272]

Подробно эти методы в данной работе не рассматриваются, однако некоторые результаты их приложения будут приведены в следующем разделе. В дополнение к уже цитированной литературе общее изложение теории струйных течений, в том числе и упомянутых выше моделей Рябушинского, обратной струи и переходного течения можно найти в работах [8, И, 30, 35]. [c.225]

Этой кажущейся аномалии пытались найти объяснение. Ориентировочно ее можно отнести за счет многочисленных перекрещиваний поля скоростей потока в пределах спутной струи, вызванных изменяющимися во времени местными струйными течениями жидкости, которые имеют мощные составляющие, направленные внутрь, к центру. и струйные течения, или местные скорости жидкости стремятся вызвать периодически повторяющиеся силы лобового сопротивления, направленные в среднем к оси спутной струи. Указанное объяснение явления было в какой-то мере подтверждено исследованиями потока [c.171]

Блок-схема расчета параметров потоков, истекающих из ячеек рассматриваемого сечения струйного течения, представлена на рис. 4.11. Далее рассчитываются параметры всего струйного течения в данном сечении массовый расход захваченной низконапорной среды из окружающего струю пространства в данном сечении (4.2.126), массовый расход захваченной среды из окружающего струю пространства на участке от сечения 0-0 до данного сечения F. (4.2.127), общий массовый расход F. (4.2.128), полный компонентный состав 6 , (4.2.129), средняя скорость W- (4.2.130), удельная энтальпия / (4.2.131), удельная теплоемкость С (4.2.132) при движении, средняя статическая температура Т (4.2.133) и плотность р (4.2.138). Кроме того, рассчитываются параметры полностью заторможенной струи в данном сечении удельные энтальпия /. (4.2.134) и теплоемкость С. (4.2.135), температура Т (4.2.136), полное давление Р (4.2.137), площадь струи/. (4.2.139). Определяются эффектив- [c.125]

Как видно из эпюры на рис. 4.13 рассчитанные величины скоростей в пограничном слое струи уменьшаются от максимальной величины в ядре струи к периферии струйного течения. Кроме того, скорости в пограничном слое уменьшаются также по длине струи. Уменьшение величин скоростей происходит за счет уменьшения количества высоконапорной жидкости от ядра к периферии пограничного слоя, а также по его длине (рис. 4.14) и увеличения количества захватываемого этой жидкостью низконапорного газа (рис. 4.15). По этой же причине уменьшаются плотность (рис. 4.16) и температура (рис. 4.17) от ядра к периферии пограничного слоя и по его длине. [c.128]

Коэффициент эжекции на начальном участке струйного течения увеличивается практически линейно. Однако, после переходного сечения /7-/7 интенсивность его увеличения снижается. Снижение интенсивности происходит за счет того, что после сечения /7-/7 захват низконапорной среды осуществляется смесью высоконапорной и низконапорной сред, образовавшейся на начальном участке струи и имеющей скорость ниже, чем высоконапорная среда в потенциальном ядре струи. [c.128]

Высоконапорная газообразная среда, имеющая высокую температуру, истекает из сопла или насадки (рис. 4.23) в слой насыпанного твердого материала и отделяется от основного потока, который называется потенциальным ядром струйного течения [1—31, 33—41]. Отделяясь, она захватывает (эжектирует) из насыпного слоя ("кольца" [34, 35]) низконапорную среду, представляющую собой смесь влажных твердых частиц С газом. Высоконапорный, высокотемпературный газ, увлекая за собой низконапорную среду, контактирует с ней, перемешивается и передает ей свою кинетическую и тепловую энергию. Смесь высоконапорной и низконапорной сред образуют вокруг потенциального ядра пограничный слой, который расширяется по течению струи. Потенциальное ядро сужается по длине струйного течения. Часть [c.132]

Как показывают многочисленные исследования [1-31, 33- 1] одним из основных свойств турбулентных струйных течений является постоянство статического давления в любой точке потенциального ядра и пограничного слоя. Величина этого давления равна статическому давлению низконапорной среды в окружающем струю пространстве. В струе, истекающей сквозь насыпной слой дисперсного материала, статическое давление равно давлению газообразной среды, находящейся между твердыми частицами. [c.133]

Процесс захвата низконапорной среды происходит за счет отделившихся от потенциального ядра вихрей высоконапорного газа. Количество захватываемой среды интенсивно возрастает на начальном участке струи и существенно снижается на основном участке. Энергетические свойства процесса эжекции в струйном течении выражаются через КПД, имеющего вид [c.133]

В уравнениях (8.1.1) и (8.1.2) - коэффициент турбулентности струйного течения, который принимается для струи круглого сечения от 0,04 4 до 0,08 3 , а для плоскопараллельной струи 0,9-0,12 3 . Однако расчетные зависимости по определению величин а и Р струйных течений, состоящих из высоконапорной жидкости и низконапорного газа в свободно истекающем струйном течении неизвестны. В связи с этим, были выполнены экспериментальные исследования по определению углов расширения газожидкостного пограничного слоя а и сужения жидкостного потенциального ядра струи р. Кроме того, в задачу данных экспериментальных исследований входила проверка теоретических основ метода расчета процессов эжекции и тепломассообмена в многокомпонентном свободно истекающем струйном течении. Для этого экспериментально определялись [c.187]

Величины углов расширения пограничного слоя а и сужения потенциального ядра Р струйного течения определялись исходя из вывода, сделанного в разд. 4.2 о том, что наиболее эффективно процесс эжекции протекает на начальном участке струи и достигает своего максимума в ее переходном сечении (см. рис. 4.18, б). [c.189]

Зная величины диаметров сопла камеры смешения и расстояние S и, используя схему процесса эжектирования в струйном течении на рис. 8.1, рассчитывались величины углов расширения газожидкостного пограничного слоя а и сужения потенциального ядра струи Р, представленные в табл. 8.1.1 и на графике рис. 8.7. [c.193]

Из анализа процесса эжектирования низконапорной среды высоконапорной средой в многокомпонентном свободно истекающем струйном течении, выполненном по математической модели, описанной в главе 4, следует, что количество эжектируемой среды (коэффициент эжекции (Уо) (.см. рис. 4.18 и 4.21) по длине струйного течения увеличивается, полный напор (коэффициент 1) уменьшается, а эффективность процесса эжекции (КПД ц) на начальном участке струйного течения, начиная от среза сопла (см. рис. 4.18), увеличивается, достигает максимума в переходном сечении струи и уменьшается на основном участке струйного течения. [c.215]

Если струйное течение не касается стенок камеры смешения, как показано на рис. 9.3,в, то под действием противодавления - давления нагрузки на выходе аппарата, в кольцевом пространстве между струей и стенками образуются обратные потоки смеси высоконапорной и низконапорной сред, теряется энергия, снижается коэффициент у (см. рис. 9.3,г) и уменьшается эффективность процесса эжекции -КПД г . Последние два аппарата, представленные на рис. 9.3,а, в, работают в нерасчетных режимах. [c.221]

Во многих случаях движения жидкости и газа в потоке возникают так называемые поверхности, тангенциального разрыва-, течения жидкости по обе стороны такой поверхности называются струйными. В зависимости от относительного направления движения струй они могут быть спутными или встречными. Характерной особенностью струйных течений является то, что тангенциальный разрыв на поверхности раздела терпят такие, например, величины, как скорость течения, температура, концентрация примеси, тогда как распределение статического давления оказывается непрерывным. [c.361]

Наиболее простой случай струйного пограничного слоя имеет место при истечении жидкости с равномерным начальным полем скорости (wo) в среду, движущуюся с постоянной скоростью (Мн), так как при этом в начальном сечении струи толщина пограничного слоя равна нулю. Утолщение струйного пограничного слоя, состоящего из увлеченных частиц окружающей среды и заторможенных частиц самой струи, приводит, с одной стороны, к увеличению поперечного сечения, а с другой стороны, к постепенному съеданию ядра струи — области, лежащей между внутренними границами пограничного слоя. Принципиальная схема такого струйного течения изображена на рис. 7.1. Часть струи, в которой имеется ядро течения, называют начальным участком. [c.361]

Турбулентное движение - это сложное движение материи - сплошной среды - жидкости, газа и плазмы. Турбулентное движение возникает или при движении потока вязкой феды возле твердой поверхности, или при относительном движении двух потоков вязкой среды. В зависимости от конкретного движения внешние признаки, характерные только для турбулентного движения, могут быть различными. В сравнении с ламинарным турбулентное движение в трубах и каналах характеризуется резким увеличением сопротивления. При струйном течении ст]эуя, вытекающая из отверстия, имеет меньшую скорость, чем ламинарная нормальное сечение струи больше и струя быстрее размывается. При внешнем турбулентном движении толщина пограничного слоя и сопротивление движению больше. Теплообмен между турбулентным потоком и твердой поверхностью происходит более интенсивно, чем при ламинарном движении. [c.11]

Источник струи и окружающая среда могут перемещаться относительно друг друга с различными скоростями и в различных направлениях. В этом случае образуется спутная, встречнал или поперечная струя. Такие струйные течения наблюдаются в атмосфере при полете реактивных самолетов, ракет, при торможении с помощью двигателей спускаемых КЛА и т.д. (рис. 1.2). [c.9]

Одной из достаточно важных характеристик закрученных течений являются наличие и размеры в поперечном направлении зоны обратных токов — рециркуляционной зоны, которая возникает в приосевой зоне для струйных течений с достаточно высокой интенсивностью закрутки S > 0,4. При этом возросший радиальный фадиент давления обусловливает заметный рост поперечных размеров струи и снижение осевой составляющей скорости по сравнению с прямоточной струей, что совместно с при-осевым тороидальным вихревым потоком рециркуляционной зоны ифает достаточно важную роль при решении прикладных задач в процессах горения и стабилизации пламени в камерах сгорания. [c.25]

Это предположение применялось в работах различных авторов, исследовавших струйное течение как в строгой постановке (Толмин, Шлихтинг) [10], так и в приближенной [11]. Формула (2.2.7), как показали результаты экепериментальных исследований, не лишена недоетатков во-первых, коэффициент (1, входящий в эту формулу, не являетея универсальной постоянной (для плоскопараллельного следа за плохо обтекаемым телом величина <7 вдвое больше, чем для плоских и заполненных струй) во-вторых, величина не остается постоянной поперек струи [12] на внешней границе струи она существенно меньше, чем в центральной ее части. [c.60]

Используя описанную модель процессов эжекции и тепломассообмена в многокомпонентном свободно истекающем струйном течении, рассчитываются расходы жидкой и газовой фаз, их компонентные составы и термогазодинамические параметры, а также находятся из распределения в струе. В качестве примера на рис. 4.13-4.17 представлены рассчитанные профили скоростей жидкой и газовой фазы, плотности газожидкостной смеси и ее температуры в струйном течении, состоящем из жидкостного потенциального ядра, истекающего со скоростью 35 м/с в неподвижный газ, и жидкостно-газового пограничного слоя. Задавались угол сужения потенциального ядра Р = 22,62°, угол расширения пограничного слоя а = 33,4°, радиус струи на выходе из поля составляет 20 мм, температура жидкостного потенциального ядра 290 К (17°С), температура окружающего струю газа 283 К (10°С). [c.128]

В связи с тем что общее количество захватываемого жидкостью газа по длине струйного течения (рис. 4.15) увеличивается, повышается по длине струи и расчетная величина коэффициента эжекции /о (рис. 4.18 - кривая А), характеризующего эжек-ционные свойства струйного течения. Так как по длине струи происходит уменьшение ее плотности (рис. 4.16) и скорости (рис. 4.14), то по ее длине снижается и величина коэффициента Т (рис. 4.18, б - кривая Б), характеризующего полный напор струи. Расчетная величина КПД т процесса эжекции струйного течения имеет максимум (рис. 4.18, б - кривая В). Увеличение КПД Т] происходит на начальном участке струи между сечениями 0-0 и /7-/7 (рис. 4.18, а, б), максимум эффективности достигается в переходном сечении П-П, в котором исчезает потенциальное ядро струи. После переходного сечения П-П величина КПД уменьшается. [c.128]

Рис 4,19. Ичмепение величин коэффициентов эжекции U и полного напора V)/ струйного течения в та-висимости от углов расширения пограничного слоя а и сужения потенциального ядра струи Р в переходном сечении 17-ГТ [c.129]

Если давление насыщенных паров Р в кавитационных пузырьках меньше давления P низконапорной среды, то под действием разности этих давлений происходит схлопывание - коллапс пузырьков и каверн кавитационной области. Под действием давления Р,. низконапорная среда занимает объем этих кавитационных пузырьков и каверн. Низконапорная среда, проникая из окружающего пространства в потенциальное ядро струи, состояпще из высоконапорной кавитирующей жидкости, образует вместе с последней турбулентный пограничный слой струйного течения. Таким образом, данное струйное течение состоит из потенциального ядра кавитирующей жидкости и турбулентного пограничного слоя, содержащего смесь низконапорной и высоконапорной сред. После полного замещения низконапорной средой паровой фазы в пузырьках и кавернах кавитационного потенциального ядра струйное течение, начиная от сечения 0-0 (см. рис. 5.1, б), приобретает структуру свободной турбулентной струи, параметры которой за сечением 0-0 рассчитываются по методу в гл. 4, а процесс эжекции низконапорной среды кавиз ирующей жидкость описывается следуюпщй системой уравнений, в которую входят уравнения [c.148]

Используя разработанную модель многокомпонентного струйного течения кавитирующей жидкости рассчитываются термогазодинамические параметр . процессов, происходящих в сопле Вентури при кавитационном режиме течения жидкости, а также 1роцсссов эжекции и тепломассообмена в струе свободно истекающей кавитирующей многокомпонентной жидкости. В качестве примера на рис. 5.3 1редставлены расчетные зависимости изменения относительной длины области кавита щи 5 многокомпонентной жидкости состоящей (в масс, долях) из метана [c.154]

Таким образом, из всего изложенного вь ше следует, что структура кавитационной свободно истекающей струи, представленная на рис. 5.1, 6, подобна структуре турбулентной струи в том, что она имеет потенциальное ядро и расширяющийся пограничный слой, состоящий из высоконапорной и низконапорной сред. Основное отличие струйного течения кавитирующей жидкости от струи некавитирующей [c.154]

При создании новых технологий весьма перспективно применение о.хладителей газа с пульсационными струйными течениями 11-71. Преимуществами указанных устройств являются простота конструкции, эксплуатационная надежность и высокий изоэнтропийный к.п.д. охлаждения газа 60-80% [1]. В основе их принципа действия лежит процесс энергообмена между расширяющейся газовой струей, вытекающей из сопла в полузамкнутую емкость и газом, находящимся внутри последней (рис. 7.1). При размещении входного отверстия полузамкнутой емкости на определенном расстоянии от среза сопла и соосно с ним в струе возникают автоколебания [8 , приводящие к сильному акустическому излучению [9, Ю] и к значительному нагреву газа и стенок от него полузамкнутой емкости. От нагретого газа тепло через стенки полузамкнутой емкости передается окружающей среде. Общая энтальпия газа снижается и на выходе из полузамкнутой емкости газ, расширяясь, охлаждается. [c.175]

При размещении рассматриваемого струйного течения в аппарате как показано на рис. 8.1, у которого расстояние от среза сопла до конца камеры смешения равно длине начального участка струи, а площадь поперечного сечения камеры смешения равна площади переходного сечения струи, КПД процесса эжекции будет максимальным. Основываясь на этом, был изготовлен односопловый струйный аппарат, камера смешения и диффузор которого были выполнены из прозрачных плексиглазовых втулок (рис. 8.2) диаметром = 27 и 23 мм. Сопла струйного аппарата были сменными и имели разные диаметры = 12,5 12 11,5 11 10,5 10 мм. Набором втулок изменялась длина камеры смешения от 180 до 1700 мм. В собранном виде струйный аппарат устанавливался горизонтально (рис. 8.3), жидкость нагнеталась в сгруйный аппарат насосом (рис. 8.4), подавался атмосферный воздух. После струйного аппарата газожидкостная смесь подавалась в емкость, в которой происходило разделение на газ и жидкость. Воздух из емкости выходил в атмосферу, а жидкость вновь подавалась в насос. Регулирование давления жидкости при ее подаче в струйный аппарат выполнялось вентилем, установленным на байпасе. Давление газожидкостной смеси - полный напор струи - измерялось образцовым манометром и тензометрическим датчиком. С помощью образцовых манометров и тензометрических датчиков измерялись изменения давления по длине струи аппарата, причем сигналы от тензодатчиков поступали на преобразователь, а от него на регистрирующие устройства самописец, магнитофон, дисплей измерительного комплекса фирмы "ДИ(7А" - Дания (рис. 8.5). Давление газожидкостной смеси регулировалось вентилем, установленным на трубопроводе, выводящем газ из емкости. Расходы жидкости и газа, поступающих в струйный аппарат, измерялись с помощью диафрагмы и дифференциальных манометров, выполненных и установленных по правилам измерения расходов газа и жидкости стандартными устройствами [5]. [c.189]

Для углов расширения пограничного слоя а и сужения потенциального ядра струи Р были получены по две зависимости от давления нагнетания жидкости Р при практически постоянном давлении газа на входе струйного аппарата Р = onst. Величины углов а и Р возрастают с увеличением давления нагнетания жидкости Р от 0,9 до 2,4 МПа при давлении эжектируемого воздуха = 0,098-0,102 МПа. Причем величины углов расширения пограничного слоя а, полученные в аппарате с камерой смешения 27 мм, больше величин а, полученных в аппаратах с камерой смешения 23 мм. А величины углов сужения потенциального ядра р, полученные в аппаратах с камерой смешения 27 мм, меньше величин Р, полученных в аппаратах с камерой смешения 23 мм. В связи с этим возник вопрос какова причина этих рассуждений Для его решения на график рис. 8.8 нанесли максимальные величины КПД Т], а на график рис. 8.9 соответствующие этим КПД величины коэффициентов эжекции (Уд, полученные из экспериментальных характеристик струйных течений в аппаратах с камерами смешения диаметром 27 и 23 мм. [c.193]

Характеристики процессов, происходящих в многокомпонентных свободно истекающих струйных течениях, исследовались на насосноэжекторной установке, разработанной на основе теоретических и экспериментальных исследований, представленных в предыдущих главах. Данная установка, схема которой приведена на рис. 8.17, была смонтирована на нефтяном промысле № 2 НГДУ "Хадыженнефть" и испытана на средах вода - воздух при давлениях нагнетания жидкости 1,0-2,0 МПа и давлении воздуха 0,10-0,102 МПа (рис. 8.18). Параметры процесса эжектирования воздуха турбулентными струями воды на оптимальных режимах в эжекторе аналогичны характеристикам, полученным на лабораторном струйном аппарате (см. рис. 8.11, 8.12) и представлены на рис. 8.19 и в табл. 8.1.2-8.1.3. [c.199]

При больших расходах высоконапорной среды в односопловом эжекционном струйном аппарате сопло необходимо выполнять большого диаметра. Однако струя, истекающая из такого сопла, имеет длинный начальный участок ( )ис. 9.4,а). Начальный участок имеет особенно большую протяженность у свободно истекающих струйных течений, которые состоят из жидкостного потенциального ядра и газожидкостного пограничного слоя, т.е. в случае, когда жидкостью эжектируется газ. В эжекционном аппарате со струйным течением, имеющим длинный начальный участок, необходима камера смешения достаточно большой протяженности. Однако такую камеру смепзения сложно изготавливать, соблюдая соосносз ь с ее стенками. Кроме того, в длинной камере смешения очень трудно добиться такого течения струи, чтобы последняя не касалась стенок камеры смешения по всей се длине, начиная от среза сопла до диффузора (см. рис. 8,1 9.1 9.2). [c.221]

Затем из уравнения (4.2.147) рассчитываются длина начального участка S струйного течения по формуле (4.2.146) и длина отрезка 5, между двумя ближайшими поперечными сечениями, которыми делятся начальный и основной участки струйного течения, после чего рассчитываются по алгоритмам, представленным на рис. 4.7-4.12 и 4.1, для каждого поперечного сечения струйного течения на произвольно взятой длине последнего следующие термогазодинамические параметры усредненные величины жидкой L и газовой G фаз, их компонентные составы А,, YI, плотности и рд, удельные энтальпии Z/ , /д, удельные теплоемкости С/, Ср, С , число Пуассона , газовая постоянная Rq, температура Т, плотность двухфазной смеси р,, ее скорость W, удельная теплоемкость С и общий компонентный состав С,, кроме того число Маха для потенциального ядра струи М коэффициенты эжекции [/( , (7 , полного напора vjf и по.[тезного действия Г , а также термогидрогазодинамические параметры для заторможенной струи в расчетном сечении Z-,, ,, А,,, l .,Z ,,Z(j,,F,,Z,,Zp,, p,,Q,,/ ,, ,,7,, [c.227]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...