Течения в замкнутых полостях

Течения в замкнутых полостях [c.280]

В отличие от известной постановки задачи о течениях в пограничном слое при обтекании тел жидкостью функция др/дх в первом уравнении (1.1) не задана, а должна быть найдена, подобно тому, как это делается в задачах гидродинамической теории смазки [7]. Очевидно, чго в принятом предположении о постоянстве плотности р давление р х) в слое определяется с точностью до постоянной. Это же справедливо и при движении тел более общей формы при нахождении распределения давления в замкнутой полости, занятой расплавом. [c.171]

Эти потери можно приближенно определить экспериментально прокруткой ротора с колесами, заглушенными в выходном и входном сечениях, в корпусе с перекрытым начальным сечением отвода [38]. Даже при исключении потерь заглушенных цилиндрических частей колеса о жидкость при этом возникают большие погрешности вследствие отличия условий течения в боковых полостях, кого-рые весьма трудно имитировать как по протечкам, так и по граничным скоростям в периферийном сечении. Механические потери колеса более точно можно определить, помещая колесо в специальный корпус со стандартными замкнутыми боковыми полостями, в которых потери на трение дисков о жидкость известны в результате расчетов или специальных экспериментов. После этого испытывают колесо в нормальном корпусе при таких же условиях работы колеса путем сравнения затраченных мощностей выделяются механические потери колеса. [c.84]

Первым условием подобия является геометрическое подобие границ модельных и натурных полостей. Иногда допускаются специально оговоренные нарушения этого условия. Например, в замкнутых полостях, ограниченных вращающимся диском, с большим отношением периферийного и минимального диаметров допускается без большой ошибки существенное изменение формы границ вблизи минимального диаметра при экспериментальном определе НИИ коэффициента трения диска, осевых сил, действующих на диск так как параметры потока определяются в основном областью течения вблизи периферийного диаметра. В это условие включается также соблюдение подобия микрогеометрии или шероховатости граничных поверхностей. Так как значительная часть элементов вспомогательных трактов имеет относительно небольшие проходные сечения, то соблюдение этого условия весьма важно и должно быть специально оговорено. К сожалению, в ряде исследований не указы-вается шероховатость поверхностей (даже при опытах на весьма малых щелевых уплотнениях). [c.92]

Метод горячей окружающей среды применяют для испытания изделий, имеющих глухую замкнутую полость (поплавки, полые шарики). Изделие помещают в горячую жидкость и выдерживают в ней в течение заданного времени, Газ внутри изделия расширяется и выходит через неплотности, о чем свидетельствует появление пузырьков воздуха на поверхности жидкости. В качестве рабочей жидкости используют воду и силиконовое масло, позволяющее вести контроль при 100 и 200 °С соответственно. [c.570]

Течение металла в штампе ограничивается поверхностями полости штампа, и в конечный момент штамповки при смыкании они образуют единую замкнутую полость, соответствующую по конфигурации поковке. [c.419]

В устройствах, работающих по замкнутому циклу, в том числе и в двигателе Стирлинга, необходимо избегать потерь рабочего тела, поскольку такие потери снижают среднее давление цикла и, следовательно, выходную мощность. Имеется много путей для просачивания рабочего тела из внутренней полости двигателя например, водород под действием высоких давлений и температур будет диффундировать сквозь металлические перегородки, изготовленные из больщинства металлов и сплавов (особенно это относится к нержавеющей стали). Однако чаще всего основной причиной утечки является просачивание газа под давлением около поршней и их штоков. На первый взгляд такую утечку можно ликвидировать, установив обычные уплотнения, т. е. металлические кольца или кольца из шнура, поскольку, например, газовые компрессоры работают при давлениях, превышающих давление в двигателях Стирлинга. Однако рабочие температуры в двигателях Стирлинга выше, чем в компрессорах, и это усложняет решение проблемы уплотнений. В двигателях внутреннего сгорания рабочие температуры сопоставимы с температурами в двигателях Стирлинга, однако в двигателях Стирлинга уплотнения должны работать в атмосфе ре, не содержащей масла, поскольку при попадании масла из картера в рабочие полости происходит его пиролиз и образование углеродных отложений, засоряющих теплообменники и особенно высокопористые регенераторы. Кроме того, масло в картере может загрязняться просачивающимся рабочим телом. Усовершенствование уплотнений не должно производиться за счет увеличения трения, поскольку это может привести к недопустимому падению рабочих характеристик на валу двигателя. Из сказанного видно, что создание работоспособной конструкции уплотнения для двигателей Стирлинга с высоким внутренним давлением представляет достаточно серьезную проблему. Этот вопрос рассматривается в разд. 1.7. Необходимо уяснить, что использование газообразного рабочего тела, находящегося под высоким давлением, делает чрезвычайно вероятной утечку газа безотносительно к степени совершенства уплотняющих устройств. Следовательно, чтобы поддерживать выходную мощность двигателя на одном уровне в течение длительного периода эксплуатации, такая утечка должна компенсироваться. Практически это означает, что на двигателях Стирлинга с высоким давлением должен быть установлен компрессор, автоматически нагнетающий сжатый газ в двигатель при падении давления цикла ниже определенного уровня иными словами, должен быть обеспечен процесс подкачки . Компрессор может быть расположен как внутри двигателя, так и вне его. В двигателе с косой шайбой Форд — Филипс имеется внутренний поршневой компрессор, состоящий из небольших порш- [c.81]

Для повышения коррозионной стойкости кузова в замкнутые коробчатые полости порогов, лонжеронов, поперечин и другие элементы основания кузова легкового автомобиля нанесен специальный антикоррозионный состав. При эксплуатации автомобиля рекомендуется проводить восстановление защитного покрытия скрытых полостей кз зо-ва в течение первого года эксплуатации и периодически из в 2 года (рис. 240—245). [c.287]

В работе [79] при численном решении нелинейных уравнений плоского конвективного течения в полости квадратного сечения, подогреваемого сбоку, обнаружены при числах Грасгофа Сг 4 10 (Рг = 1 число Грасгофа определено по разности температур границ и стороне квадрата) периодически возникающие и распространяющиеся вдоль пограничного слоя волны. Параллельное экспериментальное и численное исследование устойчивости замкнутого пограничного слоя в квадратной полости, заполненной воздухом (Рг = 0,70), при боковом нагреве проведено в [81]. Расчеты дали критическое значение Сг = 2,7-10 физический эксперимент привел к значению 3,6 -10 . Согласие следует признать удовлетворительным. [c.227]

В последнее время значительный прогресс достигнут в исследовании устойчивости замкнутого пограничного слоя, возникающего в полости при боковом подогреве (см. 32). В появившихся работах [16, 17] решается в строгой постановке задача устойчивости течения в квадратной области, подогреваемой сбоку. В [16] горизонтальные границы предполагаются теплопроводными расчеты проведены для Рг = 0,7 в [17] рассматриваются случаи обеих теплопроводных и обеих теплоизолированных границ (расчеты проведены во всей области изменения Рг). В обеих работах численно (в [16] методом конечных элементов, в [17] - методом Галеркина) решались уравнения основного стационарного течения и уравнения малых возмущений. Такой подход позволяет определить критическое число Грасгофа и форму критических возмущений. Потеря устойчивости связана с бифуркацией Хоп-фа и проявляется физически в возникновении волн, распространяющихся вдоль замкнутого пограничного слоя. В [17] показано, что изменение числа Прандтля сопровождается последовательными сменами критических мод со скачкообразными изменениями фазовых скоростей волн. В [16] обнаружено несколько уровней спект ра неустойчивости, что автор связывает с явлением резонанса волн в пограничном слое и внутренних волн в устойчиво стратифицированном ядре. Теоретические значения критического числа удовлетворительно согласуются с экспериментом [VI. 81] Аналогичный поход реализован в [81] для случая проводящей жидкости (жидкий металл Рг = 0,02) при наличии вертикального или горизонтального внешнего магнитного поля. МГД-воздействие приводит к сильной стабилизации основного течения. [c.290]

Частицы жидкости увлекаются стенками колеса и движутся от центра к периферии. На стенке корпуса в связи с замкнутостью пространства возникает обратное течение от периферии к центру. На этот поток накладывается поток утечек. А. А. Ломакин выделил в полости между корпусом и рабочим колесом элементарный объем и применил к нему уравнение момента количества движения. На основании этого уравнения он установил, что разность момента трения на поверхности колеса и корпуса пропорциональна приращению момента количества движения потока утечек Qs. [c.42]

Уравиеиия течения газа в полости. Течение газа в полости считаем локально-изэнтропическим и безвихревым, а газ — идеальным. В каждой точке х, у, г имеет место замкнутая система уравнений [c.443]

Если движение тела началось так, что вертикальная линия проходит через слившиеся точки Н3 и Н , то она в течение всего времени движения будет сохранять в теле неизменное место и, следовательно, явится перманентной осью вращения. Это вращение будет устойчивым по отношению к весьма малому изменению постоянных i я к, так как всякое изменение обращает рассматриваемую нами отдельную точку сферической кривой в некоторый весьма малый замкнутый контур. Что касается случая, в котором вертикальная линия проходит в начальный момент через слившиеся точки Н2 VI Нз, то он соответствует тоже вращению около перманентной оси (что будет выяснено ниже) только это вращение неустойчиво, так как малое изменение г и Л заставляет сферическую кривую разложиться на две конечные ветви, и вертикальная линия начинает свое движение в теле по той или другой полости конуса, соответствующего этим ветвям. [c.109]

Хорошие результаты получаются при использовании поплавков из пенопласта (пористого материала с замкнутыми порами, изготовленного на основе различных пластмассовых материалов), плавающих на поверхности электролита, легко отодвигающихся в стороны при завешивании или выемке деталей и самопроизвольно разравнивающихся по поверхности электролита после этого. Пенопластовую пластину режут на бруски размером порядка 50 X 100 или 25 X 75 мм (третий размер равен толщине исходной пластины — обычно от 25 до 50 мм). Пенопласты легко режутся простым ножом. Плотность пенопластов очень мала (есть сорта с плотностью 80 кг/м ), поры в них замкнутые, поэтому поплавки хорошо плавают. Химическая устойчивость разных пластмасс неодинакова, хлорвиниловый пенопласт устойчив в хромовом электролите в течение примерно 4—6 мес, затем начинает крошиться, поли-стирольный — держится значительно дольше. Размеры поплавков не очень существенны, но при больших размерах поплавки плохо умещаются между анодами и подвесками, не образуя достаточно сплошного укрытия, при слишком малых размерах они иногда могут застревать в сложных подвесочных приспособлениях и в полостях изделий. Указанные выше пределы размеров поплавков наиболее универсальны и удобны. [c.51]

В настоящей главе анализируются общие свойства вторич11ых течений в припороговой области, изучение которых существенно облегчается применением метода амплитудных функций [1, 2]. Далее рассмотрены конкретные вторичные конвективные течения, развивающиеся в вертикальном и горизонтальном плоских слоях. Изучается воздействие простран-ственно-периодической неоднородности граничных условий на структуру и устойчивость вторичных движений. Последний параграф содержит обзор результатов исследований устойчивости конвективных течений в замкнутых полостях. [c.228]

Необходимо сделать замечание о возможной переопределенности граничных условий. Для простоты рассмотрим некоторое течение в замкнутой полости, все стенки которой неподвижны. Если стенки, параллельные оси х, непроницаемы и на них удовлетворяется условие прилипания, то на них н = О и и = 0. Записывая эти условия через функцию тока -ф, приходим к следующим соотношениям dif dx = —и = О, откуда получаем, что фщ, = onst (скажем 0) вдоль стенки и <9г1)/(3г/ = и = О по нормали к стенке. Если рассматривать одно уравнение Пуассона то каждое из этих двух условий явится достаточным граничным условием для нахождения решения. Очевидно, для уравнения Пуассона нельзя брать оба условия одновременно, так как это делает задачу. переопределенной. Но условия [c.223]

Необходимо сделать замечание о возможной переопределенности граничных условий. Для простоты рассмотрим некоторое течение в замкнутой полости, все стенки которой неподвижны. Если стенки, параллельные оси х, непроницаемы и на них удовлетворяется условие прилипания, то на них и = О и о = 0. Записывая эти условия через функцию тока ф, приходим к следующим соотношениям д дх = —v = О, откуда получаем, что = onst (скажем 0) вдоль стенки и d ldy = и — О по нормали к стенке. Если рассматривать одно уравнение Пуассона то каждое из этих двух условий явится достаточным граничным условием для нахождения решения. Очевидно, для уравнения Пуассона нельзя брать оба условия одновременно, так как это делает задачу переопределенной. Но условия = О не достаточно для того, чтобы определить вихрь на стенке здесь, как и при выводе -формул (3.435а) или (3.439), необходимо также использовать условие д /ду = 0. Поэтому за неимением иного граничного условия для вихря используется градиентное условие diS ldy w — 0, а условие фи, = О берется для уравнения Пуассона для ф. Это единственно правильное распределение данных условий. (См. также задачу 3.27.) [c.223]

Структура формулы, в числителе которой стоит разность двух величин р 1 и Pi, указывает на то, что скорость испарения есть разность двух потоков массы. При отсутствии равновесия р 1Фрг. Если pf>pi, то вещество будет удаляться с поверхности, т. е. будет иметь место унос массы, если pi>p , то, наоборот, будет происходить осаждение молекул на поверхности. Обратный испарению процесс называется конденсацией. Скорость обратного процесса пропорциональна числу молекул в единице объема, т. е. парциальному давлению молекул рассматриваемого вида над разрущающейся поверхностью. При испарении в замкнутую полость с течением времени обязательно наступает состояние динамического равновесия, когда скорость конденсации равна скорости испарения. Соответствующее парциальное давление называется давлением иа-136 сыщенного пара. [c.136]

Эффективные численные методы решения рассматриваемых здесь задач появились одновременно с развитием бнстродействущей вычислительной техники. В настоящей работе изложены результаты численного исследования процессов течения и теплообмена в замкнутых полостях относительно сложной конфигурации (фиг.1). [c.176]

При равномерном вдуве в замкнутой полости практически по всему сечению бака течение газа направлено вниз до взаимодействия с поверхностью жидкости, причем амплитуда образуемых на поверхности жидкости волн примерно в два раза меньше, чем при осевой струе. Течение газа от инжектора типа полусфера непосредственно воздействует на стенку, и это воздействие, по-видимому, будет усилено свободной конвекцией. С увеличением расхода газа на входе при равномерном наддуве у границ газовой подушки реализуются большие значения скоростей. У поверхности жидкости на движение газа оказывает влияние волнообразование. Как и при осевом на,ддуве, взаимодействие газа с по- [c.212]

При установившемся течении жидкости в замкнутом канале (трубе) также наблюдаются пульсации. Эти пульсации определяются внутренней структурой потока, в котором тепловая энергия переносится молями, имеющими случайный характер движения. В зависимости от чаетоть колебаний моли имеют разную проницаемость в потоке жидкости. При малых тепловых нагрузках от жидкости в стенку проходят лишь низкочасточные возмущения (0,2-1 Гц), однако при увеличении теплового потока стенке будут передаваться и высокочастотные (8-10 Гц) пульсации. Из сказанного следует, что данный тип пульсаций турбулентным может быть назван лишь условно. При больших тепловых потоках, по-видимому, следует учитывать влияние этих пульсаций на долговечность. К этому же типу пульсаций можно отнести колебания температур в приводах, патрубках СУЗ и ряде других элементов водоохлаждаемых корпусных реакторов, где возникают неустановившиеся конвективные течения воды, заполняющей полости узлов, при наличии значительных температурных градиентов по высоте. [c.5]

Систематическое изучение процессов естественной конвекции в эаи-кнутнх полостях началось сравнительно недавно [1,2,3, ]. Это прежде всего связано с большой слоаностью решения подобных задач и существенный отличием внутренних задач естественной конвекции от внешних. Вследствие соизмеримости толщины пограничного слоя с размерами замкнутой полости процессы течения и переноса тепла (в этих условиях) в значительной мере определяются формой и геометрией самой полости. Хорошо известно, что применение методов теории пограничного слоя для решения таких задач или совершенно неприемлемо иди связано с рядом ограничений. [c.176]

В оригинальном анализе Шмидта [15] применялись изотермическая модель и соответствующие термодинамические характеристики идеального цикла Стирлинга. Предполагалось, что происходит идеальное течение рабочего тела, т. е. без падения давления, и что процесс регенерирования также протекает идеально. Система двигателя была разделена на три части и для каждой из них применялось свое уравнение состояния, которым был и пока остается закон для идеального газа, хотя, как показано Органом [16], можно использовать и другие соотношения. Поскольку в замкнутой системе масса рабочего тела постоянна при любом положении поршня, можно вывести универсальное соотношение, связывающее все три полости. К этим полостям относятся [c.315]

Выше речь шла об устойчивости конвективных погранслойных течений в неограниченном объеме. Особую (и притом значительно более сложную) проблему составляет задача устойчивости замкнутого конвективного пограничного слоя, который возникает в полости при больших разностях температур. Как показывает эксперимент [77, 78] и численное моделирование [79], при больших числах Грасгофа конвективное течение приобретает асимптотический характер образуется замкнутый пограничный слой возле границ, охватывающий практически неподвижное устойчиво стратифицированное ядро. Сведения об устойчивости такого пограничного слоя и ядра к настоящему времени получены экспериментальными или численными методами. [c.227]

Точные решения уравнений Навье — Стокса для плоской неизотермической задачи о движении вязкой жидкости и газа вокруг вращающегося цилиндра в безграничном пространстве и в полости между двумя вращающимися цилиндрами бесконечной длины были впервые даны Л. Г. Степанянцем (1953). Появление электронно-вычислительных машин открыло возможность численного изучения более сложных, неплоских движений вязкой жидкости между вращающимися цилиндрами. Из рабог этого вычислительного направления отметим исследования Н. П. Жидкова, А. А. Корнейчука, А. Л. Крылова и С. Б. Мосчинской (1962), в которых получено численное решение уравнений Навье — Стокса для случая когда движение вязкой жидкости зависит от расстояния до общей оси вращения цилиндров и от азимута, и А. Л. Крылова и Е. К. Произволо-вой (1963), где найдено решение аналогичной задачи, зависящее от того же расстояния и координаты, параллельной оси цилиндров. Л, А. Дорфман и Ю. Б. Романенко (1966) также численным методом рассмотрели движение в неподвижном стакане, доверху заполненном вязкой жидкостью приводимой в движение вращающейся крышкой, соприкасающейся с жидкостью. И в этом случае обнаружено наличие зон вторичных течений в виде замкнутых линий тока, расположенных в меридиональных плоскостях (рис. 1), [c.511]

Горячая объемная штамповка — это вид обработки металлоп давлением, п]эи котором формообразование поковки пз нагретой заготовки осуществляют с помощью специального инструмента — штампа (см. рис. III.1, е). Течение металла ограничивается поверхностями полостей (а также выступов), изготовленных в отдельных частях штампа, так что в конечный момент штамповки они образуют единую замкнутую полость (ручей) по конфигурации 1Ю ковки. [c.119]

Линия 1 соответствует нагреву в течение = 30 с и непрерывной мощности магнетрона = 600 Вт линия 2 - нагреву в течение 1 мин и Ру1 = 600 Вт. Начальная температура пагрева в эксперименте в зависимости от опыта лежала в пределах Т нач = 17,4... 17,8 °С. На рис. 4.3 величина АГ= Г и - Т чистыйкеросин. Абсолютную инструментальную погрешность (за счет погрешности двух электронных термометров и неравномерности поля) можно оценить как 0,1 °С. Оценка данной погрешности производилась по результатам СВЧ-нагрева множества идентичных проб, помещенных в одно и то же место замкнутой полости. В установке применялись специальные меры но устранению конвекционного тепла за счет нагрева магнетрона. [c.75]

Представим себе замкнутую оболочку, внутренняя часть которой эвакуирована, а стенки представляют собой черное тело, характеризующееся коэффициентами v,r= fv,r и v.r = I. Пусть температура стенок повсюду сделана одинаковой и равной Т. Отдельные участки стенок обмениваются излучением, но этот обмен не способен нарушить тепловое равновесие. Следовательно, излучение, которое посылает в течение единицы времени какой-то участок стенки da внутрь полости (т. е. eda), равняется излучению, поглощаемому им за то же время. Но так как коэффициент поглощения этого участка равен 1, то величина eda характеризует излучение, доходящее до нашего участка за единицу времени от всей остальной оболочки. Вообразим теперь, что наш участок стенки da заменен участком ) той же температуры, но отличным от черного и имеющим испускательную и поглощательную способности и Л. За единицу времени данный участок по-прежнему будет получать излучение, равное eda, ибо это — излучение, идущее от всей остальной части оболочки, оставшейся неизменной. Из этого излучения наш участок поглотит энергию Aeda. За то же время участок излучит Eda. Так как тепловое равновесие (постоянство температуры стенок всей оболочки) не должно нарушаться тепловым обменом, то, очевидно, [c.690]

Рассмотрим стационарное конвективное движение жидкости в плоском вертикальном слое между параллельными изотермическими плоскостями, нагретыми до разной температуры (рис. П5). При таких условиях подогрева равновесие, очевидно, невозможно, и при сколь угодно малой разности температур возникает движение, интенсивность которого растет с увеличением разности температур. Будем считать, что полость замкнута сверху и снизу поэтому в стационарных условиях происходит конвективная циркуляция—жидкость поднимается у нагретой стенки и опускается у холодной. Течение, таким образом, состоит из дбух встречных конвективных потоков. [c.301]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...