Вихревой импульс и вихревой момент импульса

Вихревой импульс и вихревой момент импульса [c.71]

Теорема S. Экстремум полной энергии в цилиндрических вращающихся потоках при заданных значениях расхода, момента количества движения и импульса и при фиксированном значении радиуса свободной поверхности достигается в вихревом потоке, в котором осевая скорость постоянна, а окружная изменяется с радиусом как [c.43]

Если, как в случае вихревой пары или системы вихревых пар, алгебраическая сумма напряжений всех вихрей равна нулю, то мы можем разработать двухмерную теорию импульса аналогично теории, данной в 119, 152 для случаев конечной вихревой системы. Более подробный вывод предоставляем сделать читателю. Если Р а Q обозначают компоненты импульса, соответственно параллельные оси X и оси у, н N обозначает момент импульса относительно оси Ог, причем все вЗято для слоя жидкости с толщиной по оси г, равной единице, то мы найдем, что [c.287]

Величина Н, умноженная на плотность жидкости р/, совпадает с кинетической энергией вихревого движения жидкости. Она определяется характером распределения завихренности и не зависит от времени [Бэтчелор, 1973]. Более того, гамильтониан (6.5) инвариантен относительно трансляций и вращений плоскости (х, у). Эти свойства приводят к известным законам сохранения импульса и момента импульса (см. п. 1.6). [c.322]

Многополюсные системы предназначены для повышения частот измерительных сигналов, при которых становится оправданным использование цифровых частотомеров. В многополюсных системах имеется возможность маркирования последующих импульсов сигнала за счет различия амплитуд импульсов, что может быть полезно в тех случаях, когда кроме измерения скорости необходимо определять направление вращения. Индукционные преобразователи с постоянными магнитами не требуют внешнего источника питания. Это их свойство в сочетании с чрезвычайной простотой конструкции и отсутствием жестких требований к качеству вьшолнения магнитной системы, определили преимущественное использование таких бесконтактных преобразователей. К их недостаткам следует отнести, во-первых, зависимость амплитуды выходного сигнала от измеряемой скорости вращения, затрудняющую измерение малых скоростей, и, во-вторых, создаваемый ими тормозной момент, препятствующий их применению в маломощных установках. Этот тормозной момент равен Р/ьз, где — суммарная мощность, потребляемая от выходной обмотки измерительной цепью, и мощность, рассеиваемая в связи со всевозможными потерями на пере-магничивание и вихревые токи. [c.248]

Интегральные инварианты уравнений движения. Как и в общем трехмерном случае, плоское вихревое движение идеальной неограниченной жидкости имеет некоторые физические величины, которые остаются постоянными во времени. Впервые они четко систематизированы в лекциях А.Пуанкаре [201], хотя ряд из них был упомянут в работах Г.Гельмгольца [135] и Г.Кирхгофа [35]. Отметим, что в силу специфики плоского движения непосредственное использование заведомо постоянных ( без приложения внешних сил и диссипации ) значений импульса, момента импульса и кинетической энергии всей жидкости оказывается невозможным, так как соответствующие интег- [c.48]

Выдающаяся роль в разработке теории обтекания тел потоком, имевшей исключительно важное значение для развития авиации, принадлежит Н.Е.Жуковскому. Он показал, что подъемная сила крыла связана с вихрем, названным им присоединенным, обтекающим крыло. Основная идея расчета подъемной силы сводится к следующему. Если бы в воздухе отсутствовали силы вязкости, то картина обтекания крыла была бы такой, как на рис. 4.28(й). Подъемная сила, однако, будет равна нулю, поскольку поток позади крыла не изменил направления движения. Обтекание крыла реальным воздухом, изображенное на рис. 4.28(в), может рассматриваться как суперпозиция невязкого обтекания (а) и вихревого движения воздуха вокруг крыла самолета по часовой стрелке (б). Величина подъемной силы напрямую связана с наличием циркуляции скорости Г (4.24) по контуру, охватывающему крыло самолета. Этот контур должен находиться вне пограничного слоя (б), толщина которого для движущегося с дозвуковой скоростью самолета составляет несколько сантиметров. Из закона сохранения момента импульса следует, что позади крыла должны образовываться вихри с движением в них воздуха против часовой стрелки. На рис. 4.29 представлена фотография вихревой дорожки, образующейся при обтекании модели крыла самолета. Эта цепочка вихрей появляется потому, что при отрыве от крыла одного вихря циркуляция [c.82]

Поскольку электромагнитное поле сравнительно медленно проникает в металл, можно наблюдать относительное запаздывание сигналов от дефектов, расположенных на разной глубине. Следовательно, стробирование в различные моменты времени позволяет выделять желаемый сигнал. На фиг. 12.17 показана блок-схема современной импульсной испытательной системы. Один из стробирующих импульсов размещают в момент времени, соответствующий началу импульса, наведенного вихревыми токами в измерительной катушке. Таким путем получают информацию главным образом о зазоре между апертурой и металлом эта информация может быть использована для автоматического повышения усиления системы при увеличении зазора. Второй стробирующий импульс следует разместить в момент времени, наиболее удобный для наблюдения определенного желаемого дефекта. Выходной сигнал, сформированный вторым строб-импульсом, фильтруется, а затем либо считывается, либо записывается. [c.413]

Теорема 6. Экстремум кинетической энергии во /вращающемся цилиндрическом потоке при заданных значениях расхода q = , моменте количества движения Шу и импульса П достигается в потоке с вихревым полем скоростей, в котором осевая скорость постоянна, а окружная зависит от радиуса как [c.47]

Скорость потока определяет характер механизма гидроэрозии и интенсивность процесса разрушения металла при кавитации. Известно, что поток жидкости при встрече с препятствием образует вихревые движения. При высоких скоростях потока происходит срыв вихрей с интенсивным образованием кавитационных полостей. Частота срывов вихрей возрастает с увеличением скорости потока. Возникающие в вихревом потоке разрывы способствуют образованию отдельных микрообъемов жидкости, которые в определенный момент приобретают большую кинетическую энергию, а энергия расходуется при движении и ударе на разрушение микрообъемов металла. При высоких скоростях потока возможны и другие явления, вызывающие разрушение металла в микрообъемах. В некоторых работах [32, 58 ] указана вероятность возникновения в потоке высокочастотных импульсов отрыва жидкости, которые могут вызвать разрушение металла на отдельных микроучастках поверхности. Вопросы, связанные с влиянием скорости потока на механизм гидроэрозии металла, мало исследованы, и пока нет возможности предложить утвердительные практические рекомендации. [c.55]

Первые два члена в (1) соответствуют известным решениям [36, 140] (см. разд. 2.3), целые степени в которых диктуются законами сохранения поперечной компоненты импульса, ответственной за вращение струи [36], и г-компоненты момента количества движения. Характерная особенность первого члена — неограниченность Уф нри х = — из-за невозможности одновременно удовлетворить условиям Г1( 1) = 0. Это решение соответствует истечению струи из вихревой нити. Решение для У (х), обладающее минимальной особенностью, регулярное при ж=1, в случае наличия вращения не-аналитично У1 х) 1п(1 -Ь х). [c.288]

Одно из преимуществ описания движеиия жидкости через распределения завихренности заюночается в существовании инвариантов вихревого движения, которые определяются по начальному распределению завихренности и не меняются со временем. Тем самым ряд свойств течения можно предсказать, не изучая детали течения. К числу первых двух инвариантов относятся так называемые вихревой импульс и вихревой момент импульса. [c.71]

Качественно возникновение радиальных смещений КВС можно представить следующим образом. На границе раздела потенциального и вынужценного вихрей в результате осевого противотока генерируются вихревые жгуты, опоясывающие вихревое ядро (ВЯ). Вследствие вращения вихревых жгутов вместе с ядром относительно оси вихревой трубы с угловой скоростью П будет происходить изменение ориентации момента импульса малого элемента вихревого жгута, в результате чего возникнет гироскопический момент, который развернет момент импульса так, что тот не будет направлен под углом л/2 к оси трубы, как это происходит в момент образования КВС (рис. 3.21). [c.129]

Рассмотрим механизм энергопереноса крупными вихрями более подробно. Вследствие радиального фадиента осевой скорости возникают тороидальные вихри, в которых локализуется энергия осевого движения как приосевого, так и периферийного потоков. Под воздействием гироскопического эффекта эти вихри разворачиваются относительно своей криволинейной оси и взаимодействуют с окружным движением, создавая положительный фадиент избыточного давления, что приводит к смещению их на периферию и к последующей диссипации. Для изменения направления момента импульса элемента вихревого кольца необходима энергия, производимая моментом сил. Очевидно, таким моментом может являться вязкий момент сил трения, возникающий между вращающимися приосевым и периферийным вихря- [c.132]

По мере продвижения вдоль трубы под действием турбулентной вязкости окружной момент импульса снижается по экспоненциальной зависимости. Это приводит к уменьшению минимального радиуса распространения свободного вихря, к снижению радиуса разделения вихрей Гз и к росту давления в приосе-вой области. Возрастание давления в приосевой области по мере удаления от соплового ввода к дросселю вихревой трубы приводит к появлению осевого градиента давления в этой области, направленного от дросселя к сопловому вводу, т. е. к отверстию диафрагмы. Высокая степень анизотропной турбулентности, интенсивность которой в радиальном направлении значительно (примерно на порядок) превосходит интенсивность турбулентности вдоль оси [15, 18, 52, 62, 174, 191, 197, 244], обеспечивает энергомассоперенос, в процессе которого турбулентные моли, перемещаясь с одной радиальной позиции на другую, соверщают микрохолодильные циклы (рис. 4.5). [c.169]

Однако и в ограниченных течениях могут частично выполняться законы сохранения импульса и момента импульса. Так, при вихревом течении в области, ограниченной плоской стенкой или двумя параллельными стенками, в отсутствие массовых сил компонента импульса, параллельная стенке, является инвариантом [Betz, 1932]. Нетрудно видеть, что течетше в сфере с условиями и-п = 0,(О-п = 0 на поверхности обладает инвариатттом М. [c.76]

В качестве примера вихря с ненулевой спиральностью можно привести сферический вихрь Хикса (см. п. 3.2). Течение в вихре Хикса - осесимметричное с закруткой и описывается функцией тока, удовлетворяющей уравнению (1.57). Линии тока и вихревые линии лежат на поверхностях тока, образующих семейство вложенных торов. Течение обладает отличными от нуля и сохраняющимися со временем спиральностью, импульсом,. моментом импульса и кинетической энергией. [c.83]

Заметим, что, как и система точечных вихрей [Гешев, Черных, 1983], система вихревых частиц в круге допускает интегралы движения, независящие от времени - инварианты. Во-первых, это сам гамильтониан Я,у (6.59), который соответствует кинетической энергии движения завихренной жидкости. Во-вторых, поскольку область движения жидкости - круг, то в силу инвариантности гамильтониана (6.59) относительно вращений существует интеграл движения, связанный с законом сохранения момента импульса [c.378]

Импульс, момент импульса и энергия. Кроме кинематических характеристик, определяемых полем скорости и завихренности, вихревое движение обладает и динамическими свойствами. К ним, в первую очередь, принадлежат импульс7, момент импульса М и кинетическая энергия Г всего объема жидкости. Эти величины важны из-за того, что такими интегральными характеристиками регулируется поведение динамической системы в целом. Можно сказать, что весь процесс движения жидкости определяется начальными значениями импульса и энергии. Способы задания этих величин в конкретных ситуациях могут быть весьма разнообразны. [c.43]

Специфика использования импульсных магнитов в ЭМА-преобразователях связана с тем, что сразу после включонпя импульса тока алектромагнита в металле изделия возникают вихревые токи. Это приводит к уничтожению нормальной и удвоенной тангенциальной составляющих вектора индукции магнитного поля в поверхностном слое. При уменьшении во времени интенсивности вихревых токов увеличивается нормальная и ослабляется тангенциальная составляющие индукции магнитного поля. Ввиду этого при излучении и приеме продольных волн длительность рабочего интервала (время от появления тока электромагнита до момента регистрации сигнала) целесообразно ограничить 15—20 мкс. В случае применения поперечных волн излучение целесообразно начинать спустя примерно 500 мкс после включения магнитного поля. [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...