Турбулентные характеристики струй

Турбулентные характеристики струй. Вероятно, наиболее важной турбулентной характеристикой является турбулентный сдвиг pu v, ибо этот фактор обычно считается действующей силой механизма переноса турбулентности. На рис. 134 сравнивается измеренный и вычисленный по эпюре осредненной скорости сдвиг в струе. Заметное на графике расхождение может быть отнесено за счет ошибок в измерениях. Нельзя, однако, исключить и возможность, что отброшенные в выражении т через pu v члены не столь уж малы. Эта последняя возможность [c.364]

На рис. 3.1 приведена расчетная схема струи в шаровой ячейке. Важнейшей характеристикой струи является константа стр, характеризующая степень турбулентности и неоднородность скоростей потока на входе и количественно связанная с углом расширения струи зависимостью [c.53]

Значение коэффициента турбулентной структуры струи а зависит от характеристик потока в начальном сечении струи, которые в свою очередь определяются конфигурацией [c.263]

Для определения теплообмена турбулентной струи решающим является знание переносных свойств последней. Турбулентные характеристики в основном изучены применительно к струйным течениям без поверхностей разрыва. Гидродинамика турбулентных струй с поверхностью разрыва развита еще недостаточно, что неизбежно проявляется при ис-184 [c.184]

Понятие "аэродинамические характеристики струи"включает закономерности изменения ее параметров - длины начального участка, поперечных размеров, скорости, температуры, интенсивности пульсаций скорости и температуры, масштабов турбулентности, спектров и т.п. [c.13]

Основные закономерности, определяющие связь интенсивности акустического излучения струи с газодинамическими и геометрическими параметрами потока, были установлены М.Дж. Лайтхиллом, который преобразовал уравнение Навье-Стокса к неоднородному волновому уравнению, связывающему изменение плотности в окружающей неподвижной среде с характеристиками турбулентности с струе [1.42]. Анализ этого уравнения на основании теории размерностей позволил получить следующее выражение для звуковой мощности струи [c.27]

Перечисленные примеры иллюстрируют существенное влияние геометрии сопла на аэродинамические характеристики струи. Эти данные важны также для оценки влияния акустических возмущений на характеристики турбулентных струй разного поперечного сечения. [c.40]

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]

Можно заметить, что понятие о такой второй, физически мыслимой границе было бы количественно трудно определимым, так как между струей и спутным потоком имеется пограничный слой , где происходит довольно плавный переход от струи к спутному потоку. При малых значениях параметра т вторая граница оказалась бы заметно различной для разных турбулентных характеристик. Заимствуем из той же, только что процитированной работы [c.632]

В дальнейшем выбор углов Р и а (рис. 7.1, а) основан на использовании следующих данных. Определение угла р/2 связано с заданием границы начального участка струи. Граница начального участка определяется тем, что до значения /г = /гн скорость на оси струи Vo равна скорости в выходном сечении сопла Оо, а при /г>/1н скорость Уос изменяется, уменьшаясь с увеличением Н. Скорости течения в выходном сечении сопла условно принимаем одинаковыми для всего сечения. Влияние неравномерности распределения скоростей в выходном сечении сопла и степени турбулентности потока на характеристики струи учитывается вводимым далее коэффициентом структуры струи а. На рис. 7.2, а приведены обобщенные характеристики изменения Уос/уо= = ф(2а/г/с о) для струи круглого сечения [3]. Здесь о — диаметр сопла. Характеристика построена на основании обработки опытных данных, полученных рядом экспериментаторов точки характеристики, обозначенные цифрами /, 2, 3, 4, 5, отражают соответственно данные работ [66, 118, 113, 43, 40]. Для точек характеристики, отвечающих различным первичным опытным данным, указываются следующие значения коэффициента а в двух случаях а = 0,066, в одном —а = 0,07 и в двух случаях а=0,076. Этим коэффициентам а отвечают соответственно следующие отношения максимальной и средней по сечению скоростей в выходном сечении сопла Уо,тах/Уо=1 1.1 и 1,25. В сред- [c.60]

Другие формулы, используемые для расчета характеристик свободных турбулентных струй. Возможные отклонения от ранее приведенных осредненных характеристик струй. Формулы (7.13) и (7.14) были получены на основании указанных ранее опытных [c.68]

Опыты показывают, что течения, которые в какой-то мере приближенно могут приниматься за течения идеальной жидкости, возникают при определенных условиях в струйных элементах пневмоники, в областях, примыкающих к соплам, из которых вытекают струн. В дальнейшем (вниз по течению) происходит турбулизация и характеристики струй приближаются к характеристикам свободных турбулентных струй. Проведенные автором опыты, при которых производилась визуализация струй присадкой к воздуху дыма (см. 11 и 45) ), показали, что в некоторых случаях наблюдается форма струи (уже начиная от выходного сечения сопла), соответствующая той, которая была указана выше для турбулентных струй. Опыты показали также, что в некоторых случаях имеется начальный цилиндрический [c.74]

Характеристики турбулентны.х струй, распространяющихся между плоскими стенками, исследуются следующим образом. Первоначально течение считается трехмерным и рассматривается движение в системе трех координат, показанных на рис. 8.1. Затем вводятся осредненные в направлении оси г параметры струи и принимается, что соответствующая составляющая скорости [c.79]

Примем следующую расчетную схему для приближенного определения характеристик струи, образующейся при смешении исходных струй. Будем считать, так же как это делалось в 10, что угол а между осью результирующей струи и осью канала питания определяется из условия tg а= (ту)1/(шг, )о- Примем, что ось результирующей струи проходит через точку пересечения осей каналов. Будем считать, что в сечении результирующей струи, нормальном к ее оси, включающем указанную точку (на рис. 11.6, а это сечение А—А), ширина струи и средняя скорость течения У2 определяются по формулам (10.8) и (10.7), т. е. и в этом будем приудерживаться ранее введенной идеализированной модели элемента. Однако в дальнейшем учтем потери при турбулентном течении воздуха в подводящих каналах и учтем, что происходит турбулентный обмен между вновь образовавшейся струей и окружающей средой. [c.118]

Влияние на характеристики свободной турбулентной струи числа Маха потока в выходном сечении сопла. Характеристики струй, перегороженных стенками. Согласно теории турбулентных струй [3] распределение скоростей в поперечных сечениях пограничного слоя начального и основного участков свободной турбулентной струи следует приводившемуся уже ранее уравнению (7,4) в области дозвуковых и при сверхзвуковых скоростях течения в струе. На рис, 22,1, а показано распределение скоростей течения в сечениях пограничного слоя начального участка струи при числах Маха Mq для выходного сечения сопла, равных 1,5 и 3. Точки на графике соответствуют опытным данным точки 1 и 2 получены при Mq = 1,5, соответственно для h/do, равных 4 и 2 точки 3 — при Мо=3 для h/do=i. Показанная на [c.232]

Геометрические характеристики ламинарных и турбулентных затопленных струй и характеристики относительного распределения в различных их сечениях скоростей течения, которые были рассмотрены в главе IV, одинаковы для струй газа (при малых скоростях течения) и для струй жидкости. [c.451]

Присутствие заряженных частиц с малой концентрацией не изменяет газодинамическое поле осредненных параметров и динамическое поле турбулентности. Однако заряженные частицы, участвуя в осредненном и пульсационном движениях среды, генерируют осредненную и пульсационную составляющие электрического поля. Изменение осредненных электрических характеристик газодинамических струй проводилось в [1, 2], а электрических параметров реактивных струй авиационных двигателей - в [3, 4]. Исследование же нестационарных электрических полей, обусловленных турбулентным движением среды, является новой задачей. Такое исследование необходимо для решения прикладных задач электрогазодинамики, таких, как разработка источников заряженных частиц и электризация летательных аппаратов. Пе менее важна возможность получения информации о турбулентных характеристиках среды по данным измерений пульсаций электрического поля. [c.612]

Постановка задачи. Экспериментально показано, что введение в турбулентную паровоздушную струю ионов коронного разряда (система острие-плоскость) в определенных условиях вызывает резкое усиление конденсации [1]. Этот процесс, названный электрической конденсацией , сопровождается появлением начинающегося вблизи острия специфического конденсационного факела с повышенным примерно на порядок влагосодержанием. Простейшее объяснение данного эффекта состоит в том, что на ионах коронного разряда образуются ядра конденсации и в результате эффективная скорость нуклеации увеличивается на несколько порядков. Однако процесс электрической конденсации включает и другие важные, ранее не изученные аспекты обмен зарядом между ионной компонентой и дисперсной фазой, приводящий к появлению крупных носителей заряда - капель с относительно малой подвижностью - и вызывающий изменение вольт-амперной характеристики коронного разряда разное воздействие на конденсацию отрицательного и положительного коронного разряда. [c.668]

В самое последнее время Е. В, Власовым и А. С. Гиневским (1967) было обнаружено, что можно заметно изменить аэродинамические характеристики струи путем акустического воздействия. За счет соответствующего выбора частоты и интенсивности звуковых колебаний удается как интенсифицировать турбулентное смешение, так и, наоборот, при определенных условиях несколько его ослабить, т. е. либо уменьшать, либо увеличивать дальнобойность струи. [c.817]

В последние годы при исследовании шума дозвуковых турбулентных струй обнаружены новые явления, что позволило уточнить существующие представления о при[юде и закономерностях турбулентного шума и наметить пути его снижения. Было, в частности, показано, что шум турбулентной струи определяется не только начальными параметрами истечения (начальные профили скорости, энергии и масштаба турбулентности), но и влиянием наложенного акустического поля. Оказалось, что если не учитывать влияние самих установок и различных технических устройств, находящихся в акустически возбужденном состоянии, то их аэродинамические и акустические характеристики могут заметно отличаться от соответственных характеристик чистой турбулентной струи [3]. [c.126]

Аналогичное, но более детальное исследование провели у нас А. С. Гиневский, Л. И. Илизарова и Ю. М. Шубин ). Пользуясь методом тепловой анемометрии, авторы измерили целый ряд турбулентных характеристик струи в спутном потоке распределение интенсивностей продольной [c.630]

Микро- и макроструктур закрученного потока представлякгг особый интерес для понимания физического механизма процессов течения и тепломассообмена. На структуру турбулентного течения существенно влияют особенности радиального распределения осредненных параметров и кривизна обтекаемой газом поверхности. При этом поле турбулентных пульсаций при закрутке всегда трехмерно и имеет особенности, отличающие его от турбулентных характеристик осевых течений [16, 27, 155, 156]. Одно из основных и характерных отличий состоит в том, что в камере энергоразделения вихревой трубы наблюдаются значительные фадиенты осевой составляющей скорости, характеризующие сдвиговые течения. Эти градиенты наиболее велики на границе разделения вихря в области максимальных значений по сечению окружной составляющей вектора скорости. Приосевой вихрь можно рассматривать как осесимметричную струю, протекающую относительно потока с несколько отличной плотностью, и естественно ожидать при этом появления эффектов, наблюдаемых в слоях смешения струй [137, 216, 233], прежде всего, когерентных вихревых структур с детерминированной интенсивностью и динамикой распространения. Экспериментальное исследование турбулентной структуры потоков в вихревой трубе имеет свои специфические сложности, связанные с существенной трехмерностью потока и малыми габаритными размерами объекта исследования, что предъявляет достаточно жесткие требования к экспериментальной аппаратуре. В некоторых случаях перечисленные причины делают невозможным применение традиционных [c.98]

Из приведенных материалов видно, что не вое характеристики затопленной турбулентной ограничетюй струи определе-нн достаточно полно. Здесь нужна дололнктельная исследова-те,льская работа. [c.50]

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]

Экспериментальные исследования показали, что при низкочастотном акустическом возбуждении струи эффект интенсификации смещения усиливается с ростом уровня возбуждения. Однако после достижения некоторого предельного уровня возбуждения (u /uq = 1,25%) наступает насыщение, и дальнейщее увеличение этого уровня мало сказывается на характеристиках струи. Этот вывод был впервые обоснован в работе [2.64], а затем подтвержден в более обстоятельном исследовании [2.61]. В этой работе опыты проводились со струей, истекающей из сопла диаметром d = = 0,088 м при числах Маха истечения Мо = 0,2 0,3 и 0,54, числе Струхаля Sts = fsd/uo = 0,5 и уровнях продольного акустического возбуждения u /uq = о - 2% пограничный слой на срезе сопла был турбулентный Н к, 1,6), начальная турбулентность потока в центре выходного сечения сопла о = 0,3%. На рис. 2.11 представлены зависимости Um/uo = Fi x/d) и u /uo = F2 x/d) при фиксированных значениях Мо = 0,2, Stj = 0,5 и разных значениях u /uq = 0-1,25%, которые иллюстрируют эффект насыщения [2.61]. [c.56]

Следует отметить одну особенность рассмотренных выше работ. Она состоит в том, что при двухчастотном акустическом возбуждении турбулентной струи на основной частоте и ее субгармонике удается добиться существенного эффекта управления аэродинамическими характеристиками струи только при низких частотах. Здесь двухчастотное акустическое возбуждение приводит к существенной интенсификации смешения по сравнению с одночастогным возбуждением. Заметное ослабление турбулентного смешения в струе при ее высокочастотном двухчастотном акустическом возбуждении по сравнению с одночастогным возбуждением в рассмотренных работах не было зафиксировано. Ряд экспериментальных исследований такого возбуждения были проведены лишь на участке струи протяженностью X = (О - 0,8)d и I = (О - l,5)d. [c.97]

Полученные выражения справедливы для турбулентной части струи, т. е. при X > Xji. Как следует из выражения (208), расход, эжектируе мый турбулентной частью смешанной струн, изменяется с изменением числа Re. Ниже будет показано (см. п. 5 гл. III), что это обусловливает зависимость характеристик струйных элементов, использующих эффект Коанда, от числа Re. [c.130]

Характеристики струи, распространяющейся между плоскими стенками, исследовались Мэнионом [103]. Полученные им данные об исходном распределении скоростей в струе близки к средним данным, указанным в 7 для свободных турбулентных струй. [c.83]

Характеристики струй могут быть различными в зависимости от того, какую форму имеет входной канал и от того, как расположены относительно входного отверстия стенки камеры, в которую втекает струя. Исследование различных условий движения в пристеночных областях турбулентных струй представляет интерес не только в связи с изучением характеристик струйных элементов, но также и при анализе работы других элементов пневмоники малых междроссельных камер и др. То, что в 39ЭИСИМ0СТН от соотношения между размерами отверстия [c.175]

Исследованию пристеночных течений была посвящена работа Борка и Ньюмена [58]. Они дали приближенное решение задачи о течении развитой турбулентной струи, примыкающей к прямолинейной стенке, и рассмотрели вопрос о зависимости размеров циркуляционной зоны от угла между стенкой и первоначальным направлением потока. Это исследование основано на двух главных допущениях принято, что длина стенки не ограничена и что давление в циркуляционной зоне не меняется. При ряде упрощающих допущений характеристики струи, примыкающей к стенке, исследовались и Р. А. Сойером [106, 107]. [c.178]

Одной из работ, специально посвященных изучению пристеночных течений в рассматриваемых здесь элементах пневмоники, является работа Р. Е. Олсона [94]. Характеристики струи исследуются при принятии ряда упрощающих допущений. Не учитывается действие потока, вытекающего из канала управления. Приближенно принимается, что в направлении, перпендикулярном к оси струи, изменение давления определяется уравнением (1/р) X (ф/ у), где —радиус центральной линии струи, у — расстояние, отсчитываемое в направлении, перпендикулярном к оси струи, р — статическое давление, V — скорость течения. Одним из основных упрощений, сделанных в этой работе при определении границы циркуляционной зоны, является то, что вверх по течению от каждого данного сечения характеристики струи считаются такими же, как и для свободной плоской турбулентной струи. В результате сделанных выводов по- [c.178]

Аналитическому исследованию движения турбулентной плоской струи в пространстве между стенками при условии, что струя не касается стенок, посвящена работа Ж- Б. Албласа и Г. Г. Коуэна [50]. Ими рассматривается струя, вытекающая из канала питания в элементе, показанном на рис. 15.2,6, после того, как произошел отрыв ее от одной из стенок, и до того, как она примкнула ко второй стенке. При этом учитывается, что профиль элемента может быть несимметричным (образующие одной и другой стенки составляют различные углы с осью струи). В качестве исходных взяты положения теории турбулентной струи Толмина (см. [3]). При исследовании характеристик движения струи в пространстве, ограниченном стенками, вводится ряд упрощающих допущений. Основным из них является допущение возможности использования уравнений процессов смешения, полученных для установившегося течения, в [c.180]

Некоторые из теорий турбулентных струй строятся с учетом того, что при течении среды по каналу еще до того, как начинается свободное движение частиц, имеется пристеночный пограничный слой, оказывающий в даль-аейшем влияние на характеристики струи. [c.468]

В нашей работе избран другой путь. Та или иная особенность, помещаемая на оси, фактически призвана моделировать определенные интегральные характеристики некоторого реального объекта, имеющего ненулевые размеры, например, турбулентного ядра струи. Поэтому для разрешения ряда парадоксов здесь используется в каком-то смысле обратный прием. Ядро струи помещается в конус малого угла раствора, на поверхности которого ставятся подходящие граничные условия. Затем осуществляется предельный переход, когда угол уменьшается до пуля. Результаты предельного перехода оказываются далеко не тривиальными и, вообще говоря, пе согласуются ни с предположением Серрина, ни с постановкой Го-лубинского и Сычева [31]. [c.84]

Особенностью ЭГД течений в каналах и струях при наличии в потоке турбулентности является возникновение пульсаций q плотности объемного электрического заряда из-за вовлечения в турбулентное движение ионов и мелких микрочастиц и электрического поля Е согласно уравнению divE = Airq voiE = 0). Повое научное направление - турбулентные ЭГД течения - во многом создавалось исследованиями сотрудников ЛАБОРАТОРИИ. В работе А.Б. Ватажина, В. А. Лихтера, А.М. Рушайло и В. И. Шульгина ([9] и Глава 13.1) получено уравнение относительно и указаны приближенные способы его замыкания, основанные как на традиционных газодинамических подходах, так и использующие то обстоятельство, что пуль-сационное поле Е можно выразить в виде интеграла от q (с определенным весом) по всей области течения. Применительно к ЭГД течениям в лабораторных и двигательных струях рассмотрена причинно-следственная связь заряженные частицы в струе —пульсационное движение этих частиц —генерация ими переменного электрического поля —его регистрация и обработка сигнала —получение на его основе информации о турбулентных характеристиках несущей среды. [c.603]

Рассмотрены процессы в турбулентных потоках, содержащих заряженные частицы. Показано, что в реактивных струях авиационных двигателей при наличии заряженных частиц несгоревпЕего топлива и в турбулентных струях, создаваемых в лабораторных условиях путем обдува воздухом коронных источников, возникают пульсации электрического заряда, которые можно регистрировать специальной аппаратурой. Сформулирована задача определения характеристик турбулентности в струях по измерениях электрических колебаний, воспринимаемых электростатическим зондом. [c.611]

Прежде всего было установлено, что сигнал на зонде отсутствует при работе необдуваемого газом коронного источника, а также при наличии турбулентной струи, но выключенном источнике. Регистрация сигнала происходила только тогда, когда в турбулентную струю попадали заряженные частицы (обдув работающего источника). С другой стороны, было проверено, что акустические характеристики струи в данных условиях не зависели от работы коронного источника. Тем самым были доказаны отсутствие помех от источника и независимость газодинамического течения в струе от электрических процессов. [c.618]

Частотные характеристики разряда при его внешнем обдуве. Исследование влияние скорости внешнего обдува на стационарные и частотные характеристики коронного разряда проводилось путем обдува коронирующей системы игла-сетка истекающей из сопла турбулентной воздушной струей. Характерные газодинамические частоты турбулентной струи не превосходили нескольких килогерц, в то время как частоты Тричела превышали десятки килогерц, что позволяло разделять газодинамические и электрические частоты и изучать последние независимо. Представим некоторые экспериментальные данные. [c.661]

В данной работе систематически исследуются указанные эффекты. Исследование дисперсной структуры разряда потребовало использования специальных экспериментальных методов. Это прежде всего регистрация переменных электрических, акустических и оптических сигналов от электрогазодинамической турбулентной конденсационной струи с последующим спектральным и корреляционным их анализом. Кроме того, разработана методика регистрации рассеянного светового сигнала из чрезвычайно малого, занятого дисперсными частицами объема - 0.1 мм , позволяющая получать локальные осредненные и пульсационные характеристики. [c.669]

Решение задачи о характеристиках свободной струи, несущей твердые или капельно-жидкие примеси, с учетом описанной модели явления приведено в работе [5]. Сравнение расчета этих характеристик с экспериментальными данными [87] показало вполне удовлетворительную их сходимость. Согласно расчетам [5] запыленная струя становится уже и дально-бойнее не только тогда, когда в ней содержатся тяжелые примеси, но и тогда, когда чистая газовая струя распространяется в запыленном газовом потоке. Выше было отмечено, что если примесь не имеет начальной скорости (папрн.мер, когда газовая струя вытекает в спутный лоток газа большей плотности), то затухание скорости происходит быстре(, чем в незапы-ленном потоке, т. е. интенсивность расширения такой струи увеличивается с увеличением плотности спутного потока. Это кажущееся противоречие [5] объясняется тем, что в случае распространения газовой струи в запыленном потоке на степень расширения струи влияют два фактора с одной стороны, большая плотность окружающей среды, с увеличением которой степень расширения струи увеличивается, а с другой стороны, подавление турбулентности частицами, попадающими из внешнего потока в струю, которое с ростом концентрации частиц в потоке растет и, следовательно, уменьшает степень расширения струи. Согласно расчету, второй фактор оказывает более сильное влияние на степень расширения струи, чем плотность окружающей среды. [c.317]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...