Течения с физико-химическими превращениями

Применим полученный закон подобия к течениям с физико-химическим превращениями в ударном слое. Представим внутреннюю энергию газа в виде [c.284]

Расчет стационарного сверхзвукового течения нереагирующего газа (67). 2.2.2. Расчет стационарного сверхзвукового течения с физико-химическими превращениями и двухфазного течения (72). 2.2.3. Расчет нестационарного одномерного течения газа (75). 2.2.4. Послойный метод характеристик (77). 2.2.5. Примеры применения метода характеристик-(80). [c.3]

Монография авторов Течения газа в соплах [150], изданная в 1978 г., ввиду малого тиража в настоящее время труднодоступна. Издание этой монографии в расширенном варианте па английском языке издательством Шпрингер в 1986 г. [257] свидетельствует О возрастании интереса к данной тематике. Кроме того, в последние ГОДЫ появилось МНОГО повых результатов по газовой динамике сопел, в частности но нестационарным, пространственным течениям и течениям с физико-химическими превращениями. [c.6]

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕЧЕНИЙ С ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ. [c.110]

МЕТОДЫ РАСЧЕТА ТЕЧЕНИЙ С ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ И ДВУМЕРНЫЕ ТЕЧЕНИЯ [c.120]

ТЕЧЕНИЯ С ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ [c.190]

Рассмотрим разностные схемы расчета пространственного турбулентного пограничного слоя. В настоящее время разработаны конечно-разностные методы расчета задач двумерного ламинарного и турбулентного пограничных слоев. Особое место среди них занимают методы повышенного порядка точности [30, 31]. Эти методы позволяют значительно сократить число расчетных узлов в направлении, перпендикулярном к поверхности, что особенно важно при численных расчетах турбулентных режимов течения, а также течений с физико-химическими превращениями. Разработаны методы повышенной точности аппроксимации производных в касательном направлении к поверхности. [c.329]

В этом параграфе приведены основные формулы численного метода характеристик, используемые для решения задач газовой динамики. Описаны алгоритмы расчета для внутренних точек области и точек, лежащих на границах. Рассмотрены течения реагирующего газа с физико-химическими превращениями. [c.112]

В этой главе описаны методы решения обратной задачи теории сопла для течений совершенного газа с физико-химическими превращениями. Помимо детального описания основной разностной схемы, позволяющей одновременно рассчитывать течения в дозвуковой, трансзвуковой и сверхзвуковой областях сопла, изложены разностные схемы, используемые для решения разного рода задач профилирования в сверхзвуковой области. [c.97]

Современная вычислительная гидродинамика занимается разработкой таких актуальных направлений, как расчет движе ний вязкой жидкости, численное исследование течений газа с физико-химическими превращениями, изучение распространения ударных волн в различных средах, решение газодинамических задач при наличии излучения и т. д. Данная книга ограничена обсуждением лишь одной из этих проблем — численным расчетом течений вязкой жидкости, описываемых уравнениями Навье — Стокса. Эти уравнения необходимо рассматривать в целом ряде практически интересных случаев (отрыв потока, кормовой след, взаимодействие вязкого газа с ударной волной), которые не охватываются концепцией пограничного слоя. [c.5]

Здесь h — теплосодержание V — модуль скорости Н — полная энтальпия. Соотношение (1.57) есть обобщение интеграла Бернулли на случай установившегося течения газа с произвольными физико-химическими превращениями (равновесными или неравновесными). В соответствии с равенством (1.57) полная энтальпия постоянна вдоль линии тока, но на каждой линии тока эта константа может быть различной. В случае адиабатического процесса (Q = 0) уравнение энергии из системы (1.56) можно записать в виде [c.30]

При расчете течений с неравновесными физико-химическими превращениями вдоль линий тока или траекторий частиц необходимо решать уравнения, описывающие исследуемый неравновесный процесс [см., например, уравнения (2.23), (4.16)]. [c.204]

Это и есть обобщение уравнения Бернулли на случай адиаба тического установившегося течения газа с произвольными физико-химическими превращениями или процессами, равновесными или неравновесными, а Я — энтальпия торможения, постоянная вдоль линии тока, но на каждой линии тока своя. [c.36]

В настоящей монографии изучаются обратные задачи теории сопла Лаваля. Формулировка обратной задачи дана для общего случая пространственных течений с неравновесными физико-химическими превращениями. Рассмотрены, в основном, течения идеального газа, хотя представлен пример формулировки обратной задачи для вязкого и теплопроводного газа. [c.5]

Рассмотрим теперь постановку граничных условий в обратных задачах профилирования сопел и каналов в сверхзвуковой области. Воспользуемся для этого теорией характеристик для сверхзвуковых течений. Для случая течений идеального газа с неравновесными физико-химическими превращениями эта теория изложена в [1, 11, 27], где приведены также различные численные схемы метода. Здесь лишь отметим, что при сверхзвуковом течении существуют три семейства характеристик, два семейства линий Маха (характеристики С+ и С ) и линии тока (характеристики Со). Каждая из характеристик задается уравнением направления [например, (1.122)], при этом газодинамические параметры на ней связаны уравнениями совместности [см. например, уравнения (1.123) для и С ]. Отметим, что уравнение направления для линии тока есть уравнение (1.100, 1.101), а уравнения совместности — уравнения (1 98, 1 99). [c.35]

Первоначально рассмотрим случай совершенного газа без физико-химических превращений с постоянным отношением удельных теплоемкостей у. Примем также, что течение является изоэнтропическим и изоэнергетическим. Имеют место интеграл Бернулли [c.97]

Существенным вопросом в данном случае является возможность математического описания эффекта ускорения процессов под действием звука и сравнения этого действия с аналогичными незвуковыми внешними ускорителями (например, направленный поток, температура и т. д.), чтобы можно было выявить специфику течения физико-химических превращений в ультразвуковых полях. Последнее важно для изучения диффузионных процессов, где перенос и собственно молекулярное движение частиц взаимно перекрывают друг друга, и разделение их экспериментальным путем представляет собой чрезвычайно трудную задачу. [c.517]

В настоящее время разработаны эффективные конечно-разностные методы расчета двумерных и осесимметричных течений с учетом физико-химических превращений, основанные на замене ис ол-ной дифференциальной задачи конечно-разностным аналогом. Обзор численных методов исследования двумерных и осесимметрических пограничных слоев, обсуждение вопросов аппроксимации, устойчивости, сходимости приводятся, например, в работах [11, 12] и др. [c.138]

Большое влияние на характер течения оказывают реальные свойства воздуха и протекающие физико-химические превращения диссоциация, ионизация и др. В зависимости от скорости протекания реакций различают неравновесные, равновесные и замороженные процессы, что соответствует конечной, бесконечной и равной нулю скоростям реакции. Скорости химических реакций возрастают с ростом плотности, поэтому замороженные реакции встречаются на больших высотах, затем основное влияние оказывают неравновесные процессы, а на меньших высотах течение проходит в режиме равновесного протекания реакций. [c.245]

В основу теории вибрационного горения в ЖРД положены три основных предположения. Поскольку количественное описание превращения топлива в сгоревшие газы, требующее знания всех промежуточных физико-химических процессов, в настоящее время невозможно, а целесообразность такого описания, вообще говоря, сомнительна, первое основное предположение состоит в замене быстрого (но все же происходящего с некоторой конечной скоростью) химического превращения скачкообразным процессом с определенным запаздыванием воспламенения во времени и в пространстве. Время запаздывания воспламенения — это время между моментом впрыска топлива и его воспламенением. Пространственное запаздывание однозначно связано с временным запаздыванием, если только векторы скоростей частиц топлива в течение времени запаздывания известны. [c.510]

Концентрация поступивших в водоем веществ уменьшается под воздействием нескольких процессов — разбавления сточных вод, с которыми эти вещества поступили в водоем, химического и физико-химического взаимодействия с другими веществами, выделения и удаления их из раствора, биохимической деструкции, превращения по последовательным и параллельным реакциям. Комплекс процессов, приводящих к снижению концентраций веществ вплоть до восстановления исходного качества воды водоема (за исключением разбавления), принято называть самоочищением водоемов. Совокупность самоочищения и разбавления составляет ассимилирующую способность водоема, отодвигающую экологические условия в нем от границы допустимого сдвига. Это позволяет сбросить на данном участке водоема еще некоторое количество сточных вод через расположенные ниже по течению выпуски при условии, что сдвиг качества воды в соответствующем контрольном пункте будет в пределах допустимых границ. При проявлении синергизма и образовании новых веществ повышенной токсичности (особенно металлоорганических комплексов) расстояние до границы допустимого сдвига в качестве воды может резко сократиться, что необхо- [c.10]

С появлением ЭВМ в течение многих лет метод характеристик является одним из основных методов расчета двумерных сверхзвуковых и одномерных нестационарных течений газа. Реже этот метод используется для расчета прострапственных стационарных и двумерных нестационарных течений. Он может быть использован пе только для расчета течений переагирующего газа с постоянным показателем адиабаты, по также и для расчета течений с физико-химическими превращениями, такими как возбуждение колебательных степеней свободы молекул, химические реакции, двух-фазпость, а также течений газа с наложенными электромагнитными полями. [c.66]

Численное интегрирование этой системы проводится теми же методами, как и решение системы, описывающей неравновесные течения с физико-химическими превращениями, изложенными в 6.2.2. По-прежнему целесообразно решать обратную задачу с заданным распределением давления р = р (х) или плотности р = р(ж), а при решении релаксационных уравнений (7.5), (7.7) использовать неявные разностные схемы. Поэтому, отсылая читате- [c.300]

Система (1.36)... (1.43) записана таким образом, что в левой части каждого уравнения находятся дифференциальные операторы, а в правой — конечные выражения. В связи с этим при преобразованиях систем координат правые части этих уравнений не претерпевают изменения. Кроме того, в каждом из перечисленных уравнений в левой части содержится субстациональная производная (оператор d/dt), которая преобразуется единообразно. Эти замечания относятся и к приведенному ниже уравнению производства энтропии (1.44) и уравнению (1.45), полученному из (1.37) скалярным умножением на вектор W. Отметим, также, что формальная запись левых частей уравнений (1.36)...(1.38) одна и та же как для течений с физико-химическими превращениями, так и для течений, в которых такие превращения отсутствуют, Однако формулы для определения энтальпии h существенно различаются для этих классов течений. Очевидно также, что для течений с физико-химическими превращениями нельзя раздельно решать системы (1.36)... (1.38) и (1.39)...(1.43), поскольку они взаимосвязаны. [c.17]

Численные методы решения обратной задачи достаточно просто обобщаются на случай течений с физико-химическими превращениями. Важно при этом отметить, что запись двух основных уравнений (3.3) и (3.4), которые используются для перехода на следующий слой 11з = сопз1, одинакова как для случая течений без физикохимических превращений с постоянным отношением удельных теплоемкостей, так и для течений с физико-химическими превращениями. [c.120]

В связи с отмеченными обстоятельствами разностная аппроксимация уравнений (3.3) и (3.4) для случая течений с физико-химическими превращениями та же, что и для идеального газа с постоянным отношением удельных теплоемкостей [см. первую и вторук> формулы (3.10) и формулы (3.13), (3.14)]. [c.120]

В этом параграфе представлены основные вычислительные схемы метода характеристик в том виде, как они используются в настоящее время для решения задач газовой динамики. Описаны алгоритмы расчета параметров течения для впутренних точек области и точек, лежащих па границах. Рассмотрены течения реагирующего газа с физико-химическими превращениями, а также двухфазные течения. [c.67]

В настоящей главе приведены основные уравнения газовой динамики с учетом физико-химических превращений. Даны уравнения газовой динамики в дифференциальной и интегральной формах, а также их запись в дивергентном виде. Выписаны уравнения газовой динамики, в которых в качестве независимых переменных использованы функции тока. Представлены соотношени5г на поверхностях разрывов. Обсуждены наиболее характерные начальные и граничные условия. Выведены соотношения на характеристиках уравнений газовой динамики. Представлены некоторые фундаментальные аналитические решения основных задач газовой динамики обтекания тел, течения в соплах и струях, задача о распаде произвольного разрыва, задача о взрыве. [c.31]

К середине 30-х годов был накоплен достаточный материал, чтобы газодинамические исследования выделились в самостоятельную область механики сплошной среды — газовую динамику, в которой были четко представлены два направления аэродинамика до- и сверхзвуковая. Тогда же первые шагя делала околозвуковая аэродинамика. С середины 40-х годов стали развиваться работы но аэродинамике гиперзвуковых скоростей. В каждом из направлений изучаются течения газа, которые отличаются друг от друга но величине параметра М — одной из основных характеристик течения газа. При этом рассматривается однородная сплошная среда (совершенный газ с постоянным отношением удельных теплоемкостей). Такие представления господствовали в газовой динамике до конца 40-х — начала 50-х годов, т. е. до того, когда были расширены рамки классической газовой динамики — включены в нее явления, в которых решающими и определяющими были физико-химические эффекты явления диссоциации, ионизации, излучения. Подобное расширение газодинамических представлений, наметившееся еще в конце XIX — начале XX в., явилось результатом бурного развития ракетной, а затем и космической техники. Рабочими скоростями стали скорости 3—5 а а — скорость звука) и более, значительно возросла температура обтекаемых тел. Наряду с новыми проблемами для сверх- и гиперзвуковых скоростей, связанными с учетом физико-химических превращений газа, появились новые дисциплины на стыке газовой динамики с физикой и химией — магнитная газодинамика, динамика плазмы. В связи с полетами в высоких слоях атмосферы, а затем и в космическом пространстве исследователи стали заниматься аэродинамикой разреженных газов, [c.308]

Естественное твердое топливо. Все виды естественного твердого топлива характеризуются одинаковым агрегатным состоянием и общностью условий происхождения. Естественные виды твердого топлива имеют растительное происхождение. В древности поверхность земли была покрыта большими лесными массивами и различными растениями. Отмиравшие растения образовали залежи, подвергавшиеся с течением В ремени физико-химическим превращениям, в результате которых топливо постепенно обогащалось углеродом (табл. 2). [c.14]

В центрированной волне разрежения всегда найдется такая Малая окрестность особой точки, время Аг пребывания газовых частиц в которой достаточно мало по сравнению с характерными Ременами т физико-химических превращений, т. е. Л2 <Ст. " этой окрестности в соответствии с 1.7 течение будет замо- [c.89]

В то же время нри решении прямой задачи для области А В АВ на поверхности АВ (рис. 1.5), расположенной в сверхзвуковой области, не требуется постановки каких-либо граничных условий. Единственность решения краевой задачи в области А В АВ для нелинейных уравпений газовой динамики до настоящего времени в общем случае не доказана, хотя и получен ряд численных решений. Лишь для случая сверхзвукового истечения струи из плоского отверстия, когда задача сводится к задаче Трикоми, имеется доказательство единственности и получено аналитическое решение в виде рядов [208]. Решение прямой задачи в области А В АВ существует лишь при критическое значение расхода г1з,с тем меньше, чем меньше радиус кривизны контура в минимальном сечении. В работе [209] содержится попытка доказательства неединственности значения для сонла заданной формы. При этом в окрестности минимального сечения поток должен переходить через скорость звука. Характер течения должен онределяться его предысторией и зависеть от того, каким образом установилось критическое значение расхода. Строгого доказательства эта идея не получила. В то же время показана (при решении прямой задачи в вариациях) единственность критического расхода при работе сопла в расчетном режиме [174, 209]. Идея о неедипственности критического расхода, особенно в случае течения газа с неравновесными физико-химическими превращениями, представляется весьма правдоподобной. [c.37]

Методы расчета равновесного и замороженного течений весьма сложных смесей продуктов сгорания, в которых происходят перечисленные выше физико-химические превращения, изложены в первом томе фундаментального десятитомного справочника [33]. В остальных томах этого справочника приведены таблицы параметров смеси для различных композиций, полученные в одномерном приближении. Такого рода таблицы, так же как и h—5-диаграммы, позволяют определить параметры в любой точке изоэнтропического потока, если в этой точке известен один какой-либо термодинамический параметр и параметры торможения, по аналогии со случаем одномерного течения газа с постоянным отношением удельных теплоемкостей. Действительно, условие изоэнтропич-ности S—S p, p)= onst или S=S p, Т)= onst доставляет связь между давлением и плотностью (температурой), а термическое и калорическое уравнения состояния вместе с уравнением сохранения энергии позволяют определить температуру (плотность) и скорость, а также молярные доли различных компонент, массовую долю конденсата и т. д. [c.42]

Действительно, течение в отдельных участках двигателя носит существенно пространственный и нестационарный характер, при этом важен учет как двухфазности течения, так и неравновесного протекания химических реакций. Однако, как уже отмечалось, даже численное решение полной системы уравнений (1 112)... (1.121) весьма затруднительно, поэтому для изучения некоторых качественных закономерностей необходимо сделать упрощающие предположения. Так, на участке смешения горючего с воздухом можно принять течение стационарным и одномерным, не учитывать физико-химических превращений, но обязательно учитывать двухфазность течения. Состав смеси после воспламенения можно определить по соотношениям равновесной термодинамики. В то же время при расчете параметров в цилиндре при прямом и обратном ходе поршня необходимо учитывать нестационарность течения, неравновесное протекание химических реакций, но можно принять течение однофазным и одномерным. При истечении отработанных продуктов сгорания через клапан течение в канале можно считать стационарным и двумерным по аналогии с течением в кольцевых соплах реактивных двигателей. Конечная цель исследования состоит в определении концентраций токсичных компонент в отработанном топливе, в нахождении их, а также термодинамических параметров смеси, как функций времени и таких параметров двигателя, как степень сжатия, частота вращения, коэффициент избытка окислителя и т. д. [c.231]

Котенев В. П., Сахаров В. И., Тирский Г. А. Строго консервативная форма уравнений Навье — Стокса для многокомпонентного газа и плазмы с учетом химических реакций.— В кн. Гиперзвуковые пространственные течения при наличии физико-химических превращений. М. Изд-во МГУ, 1981, с. 6—28. [c.122]

Гершбейн Э. А., Щелин В. С., Юницкий С. А. Численные приближенные аналитические решения уравнений гиперзвукового пространственного вязкого ударного слоя при умеренно малых числах Рейнольдса.— В кн. Гиперзвуко вые пространственные течения при наличии физико-химических превращений [c.123]

Изучение важнейших физико-химических механизмов в условиях турбулентного течения многокомпонентной реагирующей газовой смеси, ответственных за пространственно-временные распределения и вариации определяющих макропараметров (плотности, скорости, температуры, давления, состава и т.п.), особенно эффективно в сочетании с разработкой моделей турбулентности, отражающих наиболее существенные черты происходящих при этом физических явлений. Турбулентное движение в многокомпонентной природной среде отличается от движения несжимаемой однородной жидкости целым рядом особенностей. Это, прежде всего, переменность свойств течения, при которой среднемассовая плотность, различные теплофизические параметры, все коэффициенты переноса и т.п. зависят от температуры, состава и давления среды. Пространственная неоднородность полей температуры, состава и скорости турбулизованно-го континуума приводит к возникновению переноса их свойств турбулентными вихрями (турбулентный тепло- и массоперенос), который для многокомпонентной смеси существенно усложняется. При наличии специфических процессов химического и фотохимического превращения, протекающих в условиях турбулентного перемешивания, происходит дополнительное усложнение модели течения. В геофизических приложениях часто необходимо также учитывать некоторые другие факторы, такие, как влияние планетарного магнитного поля на слабо ионизованную смесь атмосферных газов, влияние излучения на пульсации температуры и турбулентный перенос энергии излучения и т.п. Соответственно, при моделировании, например, состава, динамического и термического состояния разреженных газовых оболочек небесных тел теоретические результаты, полученные в рамках традиционной модели турбулентности однородной сжимаемой жидкости, оказываются неприемлемыми. В связи с этим при математическом описании средних и верхних атмосфер планет возникает проблема разработки адекватной модели турбулентности многокомпонентных химически реагирующих газовых смесей, учитывающей сжимаемость течения, переменность теплофизических свойств среды, тепло- и массообмен и воздействие гравитационного поля и т.п. Эти проблемы рассматриваются в данной части монографии. [c.9]

Характерно, что наиболее существенные с точки зрения лабораторного анализа оптические и электрические эффекты возникают при тех механических воздействиях, которые приводят к течению или перераспределению компонентов жидкостных смесей (в основном при изменении режимов перемешивания), а не как следствие изменения гидростатического давления. Изменение режима перемешивания является также наиболее существенным механическим фактором, вызывающим биохимические, имму-нохимические и микробиологические, а также многочисленные химические и физико-химические эффекты (изменения скоростей реакций и физико-химических процессов, характера массопередачи, фазовые превращения, поверхностные явления и т. д.). В отношении биологических эффектов гидростатическое давление играет относительно более активную роль, приводя к разрушению ряда веществ биологического происхождения, гибели клеток и микроорганизмов. [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...