Течение в криволинейных каналах

Коммуникации и тепловые сети ТЭС и АЭС включают в себя различные криволинейные каналы, в которых движение влажного пара различной структуры изучено недостаточно. Хорошо известно, что однофазное течение в криволинейных каналах сопровождается образованием вторичных токов (парного вихря) и (в зависимости от геометрических и режимных параметров) отрывами на выпуклой и вогнутой поверхностях канала. Влияние основных геометрических параметров криволинейных каналов подробно рассмотрено в [38, 44, 184]. [c.251]

С увеличением угла поворота канала распределение давлений вдоль криволинейных стенок усложняется увеличивается число конфузорных и диффузорных участков (/ l—Ks и Di—Di, на рис. 7.15), однако наиболее интенсивными конфузорными оказываются участки К, К2 и Кз+Ki. Возникновение отрывов вероятно в диффузорных областях Di и Di, характеризующихся максимальными положительными градиентами давления. Опыты подтверждают наличие двух областей отрывных течений в криволинейных каналах, если радиусы скругления вогнутой и выпуклой стенок выполнены малыми. В некоторых случаях отрывная область на выпуклой поверхности распространяется по потоку в прямолинейную часть трубы. При больших радиусах скругления поверхностей криволинейного канала отрывы могут не возникать в этом случае ка диффузорных участках отмечается дестабилизация пограничного слоя его толщина здесь резко увеличивается. [c.251]

Стенд IV с оптическим прибором Теплера обеспечен несколькими рабочими частями. Одна рабочая часть предназначена для исследования скачков конденсации и скачков уплотнения в сверхзвуковом потоке влажного пара, а также для исследования спектров обтекания различных тел. Другие рабочие части были ориентированы соответственно на исследование двухфазного пограничного слоя, спектров обтекания решеток профилей и течения в криволинейных каналах. На рис. 14-5 приводится чертеж плоского сопла, предназначенного для исследования скачков. Боковыми стенками служат два прямоугольных термостойких оптических стекла. Одна из торцовых стенок сопла выполнялась плоской, другая — профили- [c.391]

Выбрав в качестве стенок канала произвольные линии тока,. можно распространить это решение на построение околозвуковых течений в криволинейных каналах. [c.138]

Поставленные задачи в некотором смысле аналогичны основным краевым задачам для плоских установившихся потенциальных течений в криволинейных каналах ([9]). Если для установившегося течения скорость звука можно найти из уравнения Бернулли, то в данном случае вместо уравнения Бернулли приходится рассматривать нелинейное уравнение второго порядка для скорости звука ui U2) в плоскости годографа, известное из теории двойных волн (см. [3, 4]), и для этого уравнения необходимо решать граничные задачи типа задачи Гурса или смешанной задачи. [c.64]

На рис. 1 показано течение в криволинейном канале с изломом стенок для следующих значений параметров [c.207]

В этой же модели задача о сверхзвуковом течении в криволинейном канале 0<.у<.у(х) была решена М. М. Лаврентьевым [7]. Эта задача приводится к нелинейному функциональному уравнению, содержащему еще интегралы от неизвестной функции, которое решается методом последовательных приближений. Существование решения доказано в предположении, что у х) достаточно быстро убывает при х—> —оо. Как и в простейшем случае прямолинейного канала, единственность доказывается в классе течений, для которых существует предел скорости при оо. [c.147]

ТЕЧЕНИЕ В КРИВОЛИНЕЙНЫХ КАНАЛАХ [c.331]

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]

Если считать жидкость невязкой, то течение в криволинейном канале, подобном изображенному на фиг. 7.8, можно описать уравнениями движения Эйлера. В случае плоского установившегося течения при использовании естественных координат 5 и п с соответствующими скоростями и и Vn, показанными на фиг. 7.8, уравнения движения имеют вид [c.332]

В большинстве случаев испытания кавитирующих решеток, установленных в рабочей части аэродинамической трубы, были проведены при относительно небольшом числе профилей в решетке. Решетка устанавливалась таким образом, чтобы можно было изменять угол атаки. Действующие силы обычно измерялись на центральном профиле решетки при этом предполагалось, что такие же силы будут действовать при обтекании бесконечного числа профилей. Такие измерения обычно проводились с целью определения различия в характеристиках профиля в решетке и изолированного профиля. Обычно измерялись подъемная сила, сопротивление и момент в зависимости от угла атаки, а распределения давления были получены лишь в нескольких случаях. Различие в характеристиках изолированного профиля и при использовании его в решетке обусловлено тем, что смежные поверхности соседних профилей влияют на поток так же, как противоположная стенка влияет на течение в криволинейном канале. Обычно это влияние называют интерференционным . Интерференционное влияние сопровождается изменением распределения давления и, следовательно, кавитационных характеристик, однако измерения одних только сил дают мало сведений [c.359]

Для инженерных расчетов течений в криволинейных каналах часто используется метод вписанных кругов, который дает лучшие результаты, чем классическая одномерная теория. Он также основан на одномерной теории с той лишь разницей, что скорость считается постоянной вдоль сферических поверхностей, ортогональных стенкам. Однако следует подчеркнуть, что как эта, так и другие известные разновидности классической одномерной теории не дают верных значений параметров па стенках криволинейных каналов. Они справедливы, строго говоря, лишь для каналов с прямолинейной осью. [c.50]

Течение в криволинейных каналах [c.158]

Течение в криволинейных каналах рассмотрено в рамках обратной задачи в работах [21, 27]. Расчет течения проводится с использованием уравнений, записанных в криволинейной ортогональной системе координат [уравнения (1.1 7). .. (1.121)] по разностной схеме, аналогичной схеме, изложенной в разд. 3.1.2. Рассмотрим первоначально результаты расчета радиальных сопел, в которых происходит поворот потока на 90°. [c.158]

Рис. 7.14. Схемы течения пара в криволинейных каналах с различной формой поперечного сечения (а, 6) и распределение давлений по стенкам криволинейного канала в зависимости от влажности (в) (опыты МЭИ)

Дополнительные потери кинетической энергии в криволинейных каналах в потоке капельной структуры и нестабильность течения, вызывающая пульсации параметров (давления, скорости, температуры) широкого спектра, обусловлены общими причинами, к которым относятся 1) скольжение капель, вызванное расслоением скоростей несущей и дискретной фаз по значению и направлению [c.254]

Особенность движения двухфазной среды в криволинейных каналах — значительное перемещение крупных капель поперек канала под влиянием сил инерции. Это вызывает их скопление у вогнутой поверхности лопаток и оседание на стенках. Поперечное движение влаги возникает также в концевых областях канала. Здесь образуются вторичные течения под влиянием разности давлений на вогнутой и выпуклой сторонах профиля. Эти течения создают значительные скопления влаги в углах у концов лопаток. Неравномерное ее распределение характерно для криволинейных каналов. [c.70]

Внутриканальная сепарация (отвод влаги непосредственно с поверхностей соплового межлопаточного канала) основана на скоплении влаги у этих поверхностей. Это следствие особых условий движения капель при входе в направляющий аппарат (см. гл. III) и сил инерции, действующих на капли при их движении в криволинейном канале. Существенное влияние на скопление влаги оказывают вторичные концевые течения пара. [c.216]

Анализ структуры потока в сопловых (реактивных) и активных решетках и криволинейных каналах (см. 11-1 и 11-2) показывает, что потери энергии при течении влажного пара возрастают. Увеличение потерь при дозвуковых скоростях обусловлено а) перераспределением давлений по обводу профиля с соответствующим изменением структуры пограничного слоя на спинке б) неизбежным дроблением капель при взаимодействии их с входными кромками лопаток в) расслоением линий тока паровой и жидкой фаз в криволинейных каналах и скольжением жидкой фазы г) образованием пленки на обводе профиля и соответствующим увеличением потерь на трение (в пленке и парокапельном пограничном слое, где капли движутся со скольжением) д) дроблением пленки и крупных капель за выходными кромками и интенсификацией вихревого движения е) переохлаждением пара в каналах ж) изменением степени турбулентности в каналах з) интенсификацией вторичного движения в решетке и участием пленки и капель в нем. [c.305]

С ПОМОЩЬЮ графика ркс. 90, качественно справедливого для любого криволинейного канала, наглядно объясняются возможные виды течения в межлопаточном канале. [c.242]

При неизотермическом течении ионных и органических теплоносителей в криволинейных каналах с отношением Rjd —5 9, 5/d = 2-г-4 и //d= 115 ч-375 коэффициенты сопротивления можно вычислять по формулам [c.280]

Если сравнить распределение скоростей в криволинейном канале для потоков сжимаемой и несжимаемой жидкости, то они, естественно, будут отличаться. Такое отличие наблюдается в распределении скоростей как поперек, так и вдоль канала и происходит вследствие зависимост плотности жидкости от скорости. Однако характер распределения скорости поперек канала для дозвукового потока должен слабо зависеть от сжимаемости. Это объясняется тем, что, как было показано, характер распределения скоростей поперек канала определяется в основном производной скорости по нормали к стенке. Это условие следует из уравнения отсутствия вихрей, которое записывается одинаково для сжимаемой и несжимаемой жидкостей. Для двух частных случаев течения в кольцевом канале постоянной ширины и течения в клиновидном канале поперечное распределение скоростей вообще не зависит от сжимаемости. [c.98]

Повороты криволинейные трубы). При движении потока в криволинейном канале возникают вторичные течения, вызывающие перестройку всего поля скоростей. Покажем это на примере поворота газа в прямоугольном канале пп-254 [c.254]

Следовательно, для частиц М и М2, расположенных вблизи торцевых стенок, dF .dR. Нарушение указанного равновесия приводит к поперечному перетеканию жидкости от внешнего обвода к внутреннему. По условию сплошности в ядре потока возникают компенсирующие течения, направленные к внешнему обводу. В результате в криволинейном канале образуется вторичное вихревое движение, которое налагается на основной поток и имеет симметрич-но-винтовой характер. В поперечном сечении канала линии тока вторичного течения оказываются замкнутыми, а на плоских торцевых стенках направлены так, как показано штриховыми линиями на рис. 9.6. [c.256]

Поставленные граничные задачи позволяют в принципе получать решения, описывающие движения газа в криволинейных каналах, стенки которых до некоторого места неподвижны, а затем двигаются по определенному закону, так что течение в части физической плоскости, ограниченной неподвижными характеристиками, проходящими через последние неподвижные точки стенок канала, стационарно, а в области за характеристиками нестационарно. [c.64]

При местной закрутке потока благодаря силам вязкости происходит непрерьшное изменение структуры потока по длине канала вплоть до полного вырождения вращательного движения. Позтому в таких условиях не существует стабилизированного закрученного течения. Это обстоятельство является причиной усложнения механизма протекающих в закрученном потоке процессов и трудностей выявления управляющих этими процессами закономерностей. Поэтому другие виды пространственных потоков в поле центробежных массовых сил — течения в криволинейных каналах, циклонньгх и вихревых камерах, в зазоре между вращающимися цилиндрами оказались изученными более обстоятельно [34, 47, 67]. [c.6]

Подчеркнем еще раз, что если при течении в криволинейном канале отрывы приводят к интенсивной конденсации пара, то в потоке недогретой жидкости отрывы вызывают интенсивное парообразование. Опыты показали, что при различных начальных параметрах распределение давлений сохраняется качественно неизменным. Однако обнаружено значительное влияние геометрического параметра bifa на коэффициент сопротивления канала и его зависимость от недогрева АГн. Соответствующие графики приведены на рис. 7,19, а в виде зависимости относительного коэффициента сопротивления = от недогрева, где — коэффициент сопротивления канала в однофазной среде. Кривые расслаиваются п( геометрическому параметру Ь при относительном недогреве ДГн 30-10 з. Можно полагать, что при малых недогревах, в канале последовательно формируется пузырьковая, а затем и парокапельная структура коэффициенты потерь при этом достигают максимальных значений. Источниками дополнительных потерь кинетической энергии являются интенсификация вторичных вихревых течений, расширение отрывных зон, фазовые переходы, взаимодействие фаз, неравновесность и метастабильность процесса. [c.258]

Необходимо также подчеркнуть, что введение ОДА существенно влияет на кинетику фазовых переходов, что в свою очередь приводит к изменению газодинамических характеристик решеток Б области спонтанной конденсации в зоне Вильсона. Положительные эффекты при введении ОДА в поток парокапельной структуры обусловлены физически различными факторами. Гидрофобизирую-щее вещество приводит к уменьшению размеров капель, влияет на их траектории и деформацию в конфузорном течении в криволинейном канале, коэффициенты сопротивления, процессы коагуляции,, дробления и взаимодействия с пленками. Широко распространенное мнение, согласно которому уменьшение размеров капель обусловливает более значительные затраты кинетической энергии несущей фазы на их ускорение, не учитывает влияния сопутствующих процессов деформации, дробления и коагуляции капель, протекающих различно в потоке с добавками ОДА и без гидрофобизатора. Учитывая явления на границе раздела фаз (менее интенсивные волновые процессы на поверхности пленок, затрудненный срыв капель с пленок и значительное количество влаги, выпадающей в пленки), можно утверждать, что уменьшение диаметров капель не приводит к увеличению затрат кинетической энергии на ускорение дискретной фазы. [c.310]

Направляющие лопатки обычно относятся к вспомогательным устройствам, используемым для изменения направления движущейся жидкости. Они могут использоваться изолированно или в решетке. В этом разделе будут рассмотрены только изолированные направляющие лопатки. Следующий раздел будет посвящен решеткам. Определению потерь на направляющих лопатках уделялось значительно меньше внимания главным образом потому, что если даже эти потери велики, то они обычно составляют лишь небольшую часть энергии потока. Однако в последнее время стали применять тщательно подобранные гидропрофили для направляющих лопаток. Многие из рассуждений относительно течений в криволинейных каналах применимы к обтеканию изолированного гидрокрыла. Однако понятие числа кавитации потока упрощается, поскольку для любого тела, помещенного в поток, движущийся с постоянной скоростью Уо и постоянным давлением ро, оно будет постоянным и равным числу кавитации К, которое в соответствии с соотношением (2.5) имеет вид [c.339]

Течения в криволинейных каналах сложного профиля. Исследования течений в каналах со сложной пространственной конфигурацией (напорные патрубки турбомашин, входные патрубки, сложные отводы и т, п.) производятся в основном экспериментальным путем, иногда в комплексе с элементами, установленнымж [c.802]

В альбоме рассмотрены технические возможности баллистическетх) эксперимента для решения задач газовой динамики. Даны описания оригинальных методик исследования физических процессов, согфовож-даюших Ызкокоскоростной удар, движение в двухфазных средах, фуп-повое движение тел, сверхзвуковые течения в криволинейных каналах. Изложение методик сопровождается большим количеством иллюстраций. [c.12]

Влияние кривизны границы. На первый взгляд можно было бы подумать, что главное действие кривизны границы состоит в изменении распределения давления. Однако это верно только в том случае, когда граница выпукла. Если же поверхность вогнута, то преобладающий тип неустойчивости аналогичен найденному Тэйлором (1923) для течения между вращающимися цилиндрами и Дином (1928) для течения в криволинейном канале. Такое возмущение было вычислено впервые Гёртлером (1940 Ь, 1941). [c.123]

Структура вторичного течения в криволинейном канале и вызываемая им дополнительная потеря энергии сундественно зависят от геометрической формы канала и режима потока (чисел Ре и М). [c.300]

На рис. 5-51 даны значения радиусов кривизны и соотношения характерных сечений канала, обеспечиваюн ие минимальную интенсивность вторичных течений в криволинейном канале. Из графиков следует, что в диффузорных [c.304]

Сверхзвуковой диффузор с полным внутренним сжатием может быть осуществлен без центрального тела (рис. 8.46). В таком диффузоре косой скачок отходит от кромки обечайки А и пересекается в точке О на оси диффузора со скачком, идущим от противоположной кромки. Поток газа в скачке АО отклоняется от первоначального направления и становится параллельным стенке АС. В точке О линии тока вынуждены возвратиться к первоначальному направлению, в связи с чем возникает отраженный скачок 0D. В точке D поток вновь отклоняется от осевого направления и становится параллельным стенке диффузора это вызывает новый скачок, который отражается от оси диффузора, образуя следующий скачок и т. д. Так как в скачках уплотнения поток тормозится, то предельный угол поворота в каждом последующем скачке меньше, чем в предыдущем. Описанный процесс продолжается до тех пор, пока требуемый угол отклонения потока не оказывается больше предельного (ы > > (Omai) с наступлением этого режима вместо очередного плоского скачка образуется криволинейная ударная волна EF, за которой поток становится дозвуковым. Дальнейшее течение в сужающем канале идет с увеличением скорости, причем в узком сечении скорость должна быть ниже или равна критической в последнем случае за узким сечением может возникнуть дополнительная сверхзвуковая зона, завершаемая скачком уплотнения GH. [c.475]

При течении газоз (Рг 1) в криволинейных каналах число Нуссельта рассчитывают по формуле [c.52]

При расчетах течения в межлонаточных каналах вводится ряд упрощающих предположений. Помимо потенциальности процесса течения, предполагается плоское течение, т. е. изучаемое в системе только двух координатных осей. Затем сначала вводится предположение о несжимаемости текущей жидкости, сжимаемость же учитывается потом введением поправок в результаты расчетов. Предполагается, что при течении вдоль криволинейного канала известны линии тока в потоке и, соответственно, эквипотенциальные линии, взаимно нормальные с линиями тока в точках пересечения. Поскольку те и другие линии кривые и кривизна их играет существенную роль в процессе течения, удобно от прямолинейной системы прямоугольных координатных осей перейти к прямоугольной же криволинейной системе, приняв за ось абсцисс одну из линий тока (которая предполагается нам известной), а за ось ординат — эквипотенциальную линию, обычно на входной части канала. [c.181]

Рассмотренный пример течения недогретой воды в канале с острыми кромками является предельным. Канал с таким поворотом характеризуется максимальными потерями и минимальными значениями коэффициентов расхода на однофазной и двухфазной среде. Изучение движения испаряющейся жидкости в криволинейных каналах более благоприятной формы подтверждает возрастание коэффициентов потерь с уменьшением недогрева. Опытные зависимо сти недогрева в криволинейных каналах постоянного диаметра свидетельствуют об уменьшении критического значения ДГн, при котором происходят фазовые переходы, с уменьшением радиуса кривизны и ростом угла поворота. Этот результат представляется очевидным при уменьшении радиусов кривизны расширяются зоны отрыва на выпуклой и вогнутой стенках и, следовательно, интенсифицируется процесс парообразования в этих зонах. [c.259]

Впервые аналитическое выражение для числа Nu/ в криволинейных каналах при ламинарном с макровихрями режиме течения было получено авторами работы [1311, которое в [130] было приведено к удобному для практического использования виду [c.52]

По мере увеличения скорости сверхзвукового потока линии тока расходятся. Любые две линии тока можно считать твердыми стенками (в идеальной жидкости), и тогда получим сверхзвуковое течение в криволинейном расширяюш,емся канале. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...