Движение винтового вихря в трубе

Движение винтового вихря в трубе [c.384]

Отметим, однако, что если мы будем рассматривать скорость перемещения следа вихревого ядра в фиксированном поперечном сечении трубы, то ее значение не совпадет с П. Это связано с тем, что спиральный вихрь имеет ненулевую скорость собственного движения вдоль оси трубы. В самом деле, в силу винтообразной структуры вихря даже чистое его перемещение вдоль оси Z при Г2 = 0 приведет к вращению изображения сечения вихря в фиксированной плоскости, перпендикулярной оси трубы, т. е. за время At след вихря в плоскости перемещается на величину щAt за счет окружной скорости и па величину-М2(й//)Д за счет осевой скорости и винтовой формы. В результате получаем, что угловая скорость следа вихря в поперечном сечении трубы [c.388]

При плавном повороте трубы указанные отрывы струи могут отсутствовать. В этом случае местные потери напора в значительной мере обусловливаются имеющимся на повороте парным вихрем (винтовым движением, вызванным действием сил инерции). Такое винтовое движение, характеризуемое наличием так называемой поперечной циркуляции (иначе вторичными течениями ), показано на рис. 4-51, где для примера изображена прямоугольная труба. На этом чертеже показана эпюра давления на стенку трубы, ограниченная кривой аЬс. Как видно, в центральной части внешней стенки трубы давление оказывается наибольшим (в связи с большими скоростями и в этой части трубы). Такое положение и обусловливает движение жидких частиц влево и вправо (вдоль внешней стенки) от центральной части к периферии. [c.204]

Большинство работ по изучению пульсаций скорости и давления в закрученных течениях типа следа основывается на предположении о сформировавшемся прямолинейном вихре, ось которого не совпадает с осью трубь [Murakami, 1961], или вихре винтовой формы [Бондаренко, Завьялов, 1979 Faneily, 1989]. Далее будут рассмотрены возможные механизмы потери вих рем осевого положения, вопрос о движении винтового вихря в цилиндриче ской трубе и влияние трехмерности (величины шага винтовых вихревых jm ПИЙ) на характер развития неустойчивостей течения в трубе. [c.377]

Собирая вклады всех факторов, влияющих на движение винтового вихря в цилиндрической трубе, запишем результирующую формулу для бинормальной скорости [c.386]

При изучении течения в трубе обычно рассматривают распределения характеристик в поперечном сечении трубы. В случае двумерного течения основную информацию получают из распределений раднальнон и,- н окружной Щ компонент скорости, а для прецсссни вихря характеристикой служит угловая скорость его движения. Найдем уг ловую скорость и для винтового вихря. Зная связь бинормальной скорости с осевой и окружной (5.3 I), а также условие винтовой симметрии (1.62), запишем [c.387]

Картина течения при различном радиусе винтовой нити, но при фиксированном шаге вихря (/г = 2) представлена на рис. 2.16. Когда скорость на оси равна нулю (и = 0) и радиус винта мал (а = 0,1), течение близко к случаю прямолинейной вихревой нити и практически однородный осевой поток занимает большую часть сечения трубы. С увеличением радиуса (а = 0,5) некоторая часть осевого потока жидкости сосредоточивается в окрестности вихревой нити. Наконец, когда вихрь близок стенке, а скорость на оси - нулевая (а = 0,9, 110 = 0), практически все движение сосредоточено в тонкой винтовой трубке тока в непосредсгвенной близости 01 вихревой нити. Когда скорость на оси отлична от нулевой (и =0,5), картина течения меняется при умеренных радиусах ( = 0,5 0,7) значительная масть потока заключена в винтовой трубке тока больию о сечения, а при большом радиусе (а = 0,9) жидкость [c.121]

Более полную информацию о структуре течения можно получить, построив непосредственно линии тока. Д/1я этого следует проинтегрировать систему уравнений с1г/и . =rdQ/uQ =ё2 и . Примеры линий тока приведены на цв. рис. 1. При искривлении вихря и нулевой скорости на оси (цв. рис. 1а) линии тока, проходящие вблизи вихревой нити, представляют собой деформированные спирали. На периферии при этом линии тока завиты слабо, т. е. осевая компонента скорости существенно превосходит окружную и радиальную. В случае и = и малом радиусе вихревой нити (цв. рис. 16,в) линии тока — плотные спирали и вблизи нити, и вдали от нее, при этом на периферии осевая скорость оказывается намного меньще окружной. В вихре большого радиуса а = 0,1) с нулевой скоростью на оси (цв. рис. в) линии тока, за исключением ближайших к вихревой нити, имеют сложную структуру. Наоборот, при щ = 1 (цв. рис. г) в центре трубы линии тока слабо искривлены. Более четко отличия в структуре течения видны при мало.м шаге винта (/г = 0,5). Так, при а = 0,5 и щ = 0 (цв. рис. 1д) поток вблизи стенок направлен вниз и слабо закручен. Во внутренней области винтовой спирали движение слабое. Обращает на себя внимание линия тока, проходящая вблизи оси трубы, которая направлена по диаметру, обвивает вихревую нить и снова проходит по диаметру, смещенному на гюлпериода. В противоположном случае, при щ = , в центре трубы реализуется вертикальный восходящий гюток, а на периферии - спиральное движение (цв. рис. е). [c.124]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...