Равновесные и неравновесные течения

В лаборатории турбомашин МЭИ введены в эксплуатацию различные стенды влажного пара, ориентированные на экспериментальное изучение следующих основных задач I) механизма конденсации в равновесных и неравновесных течениях влажного пара при больших скоростях и, в частности, скачковой конденсации 2) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде и условий перехода через скорость звука 3) основных свойств дозвуковых и сверхзвуковых течений в каналах различной формы с подробным изучением волн разрежения и скачков уплотнения в эту группу включаются исследования основных энергетических и расходных характеристик сопл, диффузоров и других каналов 4) двухфазного пограничного слоя и пленок, образующихся на поверхностях различных форм 5) течений влажного пара в решетках турбин (плоских, прямых и кольцевых) с подробным изучением структуры потока, углов выхода, коэффициентов расхода и потерь энергии 6) структуры потока и потерь энергии в турбинных ступенях, работающих на влажном паре, с подробным изучением оптимальных условий сепарации влаги из проточной части и явлений эрозии. [c.388]

В работе А. Н. Крайко (1964) постановка вариационных задач обобщена на равновесные и неравновесные течения газа с произвольными термодинамическими свойствами. В этой же работе Крайко ввел в рассмотрение разрывные множители Лагранжа, установил, что линиями разрыва для них могут быть только характеристики уравнений газодинамики, и вывел условия для разрывов. А. Н. Крайко (1964) и В. М. Борисов (1965) в работе о системе тел с минимальным волновым сопротивлением привели примеры задач, в которых возникают разрывные множители Лагранжа. [c.180]

Равновесные и неравновесные течения с химическими реакциями, колебательной релаксацией и конденсацией [c.110]

Равновесные и неравновесные течения [c.224]

Для выявления раздельного влияния перехода фаз и гидродинамических критериев на истинные газосодержания и гидравлические сопротивления опыты для равновесных и неравновесных течений проводились при одних и тех же значениях гидродинамических критериев. [c.272]

Книга представляет собой систематический курс термодинамики равновесных и неравновесных процессов, в котором рассматриваются как состояния равновесия и равновесные процессы изменения состояния тел, так и необратимые процессы, прежде всего процессы течения вязких жидкостей и теплообмена в различных условиях. [c.2]

Па рис. 4.3.2 показаны газодинамические схемы равновесного, замороженного и неравновесного течений при наличии частиц в КНД. [c.334]

В книге изложены общие газодинамические вопросы теории равновесных или неравновесных течений газа. Равновесные физико-химические процессы обычно не вносят в газодинамические задачи новых по сравнению с совершенным газом качественных эффектов физического и математического характера, а неравновесные течения (или течения релаксирующего газа) часто обладают определенной спецификой, описываются более сложной системой уравнений и требуют специальных исследований. [c.3]

За десятилетие, прошедшее со времени опубликования О. М. Белоцерковским работы с первыми результатами расчета обтекания цилиндра, метод интегральных соотношений получил значительное развитие. Было произведено большое количество расчетов двумерного обтекания затупленных профилей и тел вращения различной формы (гладких, с разрывом кривизны контура и с изломом контура). Рассматривались течения совершенного газа с постоянными теплоемкостями, течения с равновесным и неравновесным возбуждением внутренних степеней свободы, диссоциацией и ионизацией. Результаты этих работ изложены во многих статьях [c.173]

Равновесное и замороженное течения (295). 7.1.4. Неравновесное течение (300). 7.1.5. Течения в осесимметричных и плоских соплах (304). [c.5]

Несколько иная ситуация имеет место при малых и больших значениях а для топлива Нг + О2. При малых температурах в камере сгорания содержится лишь молекулярный водород (или кислород) и пары воды, молярные доли которых, очевидно, нри истечении не изменяются (даже нри равновесии), поэтому отсутствует различие между равновесным, замороженным и неравновесным течениями и равно нулю. На практике зависимость от а используется при выборе значения а, оптимального по удельному импульсу. Для двигателей твердого топлива при наличии конденсата в продуктах сгорания величина обычно значительно меньше, чем для жидкостных реактивных двигателей из-за меньшей доли химической энергии, запасенной в камере сгорания. [c.271]

В трансзвуковой области имеет место некоторое повышение температуры па линиях тока с малыми радиусами кривизны. Повышение температуры за угловой точкой сопла отмечалось и в работах [81, 144]. Оно связано с характером протекания неравновесных процессов II не имеет места в равновесном и замороженном течениях. Действительно, большой градиент давления в трансзвуковой области вызывает резкое замораживание химических реакций, которые затем начинают интенсивно осуществляться при последующем переходе в область с меньшим градиентом давленпя, что приводит к выделению тепла и повышению температуры. Другая особенность в распределении температуры имеет место вблизи выходного сеченпя сопла, где при малых градиентах давления течение стремится к локальному равновесному состоянию, что приводит к повышению неравновесной температуры па выходе из сопла и изменению концентраций в сторону из равновесных значений. [c.274]

Равновесное и замороженное течения. Очевидно, что в зависимости от величины числа Стокса имеют место различные режимы течения. При 31, = О течение является равновесным, поскольку инерционный пробег равен нулю, и частица мгновенно приобретает скорость и температуру газа. При 81, = течение является замороженным, а при промежуточных значениях числа Стокса — неравновесным с диссипацией и ростом энтропии в процессе конечного по времени обмена импульсом и энергией между фазами. [c.295]

Две причины могут влиять на расхождение между балансовыми и расходными параметрами сам процесс перехода фаз и перестройка структуры течения, вызванная теплообменом. Очевидно, для исключения второй из этих причин сравнение истинных газосодержаний и гидравлических сопротивлений равновесных и неравновесных потоков следует проводить после выявления изменений областей существования структур течения, вызванных теплообменом, т. е. при одних и тех же структурах течения смеси. Поэтому на основании обработки экспериментальных данных и визуальных наблюдений устанавливается деформация областей существования структур течения смеси под влиянием теплового потока. [c.272]

При построении полуэмпирических моделей для описания двухфазного неравновесного потока приходится использовать в той или иной форме специальную гипотезу о связи истинных массового и объемного паросодержаний, которая пока не может быть непосредственно подтверждена экспериментальными данными. Это вызвано тем, что для полного экспериментального изучения процесса при неравновесном течении необходим дополнительный замер, по сравнению с принятыми в равновесной области, либо массового паросодержания, либо среднерасходного теплосодержания жидкости. В настоящее время ни тот, ни другой практически неосуществимы. [c.85]

Переход теплоты от одного тела к другому невозможен без перепада температур, точно так же как и передача энергии в виде работы от тела к телу не может быть осуществлена без действия давления одного тела на другое (на рис. 18, а эти давления передаются через поршень), поэтому при протекании равновесных процессов допускаются бесконечно малые перепады температур между рабочим телом и источником теплоты, а также бесконечно малые перепады усилий между рабочим телом и источником работы. Такой процесс должен протекать бесконечно медленно, т. е. в течение бесконечно большого промежутка времени. Неравновесные же процессы протекают в конечные промежутки времени, и их течение может быть охарактеризовано конечными скоростями. [c.56]

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]

Уравнения (1.7.1) — (1-7.7) описывают неравновесные течения газа и равновесное состояние должно получаться в виде решения этих уравнений, например, при неизменном давлении вдоль траектории частиц при достаточно большом времени их движения. Однако при очень большой относительной скорости "Процессов в газе может существовать предельный режим течения, в котором параметры в каждой точке потока сколь угодно близки к равновесным. Пусть выполняются условия [c.37]

В неравновесном течении газ в высокоэнтропийном слое путем быстрого расширения и охлаждения, как правило, замораживается относительно состава и состояния в окрестности носка на большие (в десятки и сотни радиусов носка) расстояния. При этом 1 и Е2 также зависят лишь от давления. Поэтому величина с /сзс будет практически постоянной для тел со сравнительно небольшим изменением давления (притупленные клин и конус), что подтверждается рис. 11.15 и 11.16, где для осесимметричных равновесных и неравновесных течений воздуха показано отношение с 1сх. В области действия закона бинарного подобия для сферических затуплений справедлива аппоокси- [c.279]

Эксперим. исследование К. я. связано с рядом спо-цифич. трудностей, обусловленных большой восприимчивостью систем вблизи критич. состояния к внеш. воздействиям. Среди наиб, характерных факторов, искажающих истинный вид критич. аномалий гравитац. эффект вблизи критич. точек жидкостей (гидростатич. градиент давления приводит к заметной неоднородности плотности вещества, рис. S) неоднородности теми-ры (тепловое равновесие не устанавливается в течение ми. часов или даже суток) примеси равновесные и неравновесные, т. н. замороженные (примеси меняют характер критич. аномалий, рис. 6). [c.525]

Н. т. является неизоэнтропическим, в отличие от изо-энтропических равновесного и замороженного течений. Отмеченные выше неравновесные процессы проявляются при высокоскоростных и высокотемпературных течениях газа в соплах реактивных двигателей и аэродина-мич. труб, соплах газодинамич. и хим. лазеров, соплах МГД-генераторов, в двигателях внутр. сгорания. Газодинамич. и термодинамич. параметры при Н. т., как правило, являются промежуточными между параметрами равновесного и замороженного течения. Характерный пример Н. т. — течение в соплах при неравновесиом протекании хим. реакций. В этом случае из-за того, что хим. энергия в Н. т. выделяется не полностью и частично не передаётся в активные степени свободы и анергию постулат, движения молекул, темп-ра, скорость, давление и поток импульса в Н. т. меньше, чем в равновесном (но больше, чем в замороженном). Наиб, отличие наблюдается в темп-ре и давлении (иногда на десятки процентов), значительно меньше в скорости и потоке импульса. Плотность смеси слабо зависит от характера протекания процесса. Аналогичное поведение параметров наблюдается и при протекании др. неравновесных процессов в соплах. [c.328]

Решение (19.15) позволяет проследить эволюцию конечного возмущения, состоящего в обтекании угловой точки, по мере перехода перавповесного течения к равновесному. В неравновесном течении характеристики по-прежнему являются носителями возмущений, т.е., как и в совершенном газе, разделяют области течения с разными дифференциальными свойствами. Однако, в отличие от совершенного газа, амплитуда возмущения вдоль граничной характеристики не остается постоянной, а затухает на длине порядка характерной длины релаксации при переходе из области почти замороженного течения в область почти равновесного течения. Возмущение как бы уходит с первой характеристики веера, определяемой скоростью звука а , по мере удаления от угла и концентрируется в окрестности характеристики, определяемой скоростью звука ае, так что в предельном равновесном течении на бесконечном расстоянии от угловой точки первой [c.151]

Нелинейная теория тиксотроппой вязкоупругости А. II. Леонова [30, 31, 80] дает удовлетворительное согласие полученного уравнения состояния с экспериментальными данными для расплавов и концентрированных растворов полимеров. В работе Леонова постулирован принцип соответствия , устанавливающий соотношения между термодинамическими параметрами, силами н потоками в равновесном и неравновесном состоянии. В теории учитываются тиксотропные свойства д1атериалов (обратимые изменения их характеристик при деформировании), в связи с чем релаксационные спектры усекаются со стороны больших времен релаксации (низких частот) при увеличении интенсивности деформирования и восстанавливаются при ее снижении. Помимо рассеяния энергии на необратимое течение и накопление ее на обратимые деформации происходит консервирование энергии, затрачиваемой на тиксо-тропное разрушение структуры материала, которая расходуется на восстановление структуры при разгрузке. [c.47]

Разницу импульса в равновесном и перавиовесном течениях, отнесенную к импульсу в равновесном течении, называют коэффициентом потерь удельного импульса, обусловленным неравновесным протеканием химических реакций, и обозначают н- [c.269]

Для количественного описания явлений, происходящих в процессе фазовых превращений, делается предположение, что зависимости, полученные ранее для течений без перехода фаз (равновесных течений), будут справедливы для течений с фазовыми превращениями (неравновесных течений), если в них балансовые объемные газосодержания заменить расходными (действительными). С целью установления зависимостей между расходными и балансовыми газосодержаниями проведены экспериментальные исследования истинных газосодержаний и гидравлических сопротивлений равновесных и неравновесных пароводяных течений в горизонтальной трубе и их сравнение при одних и тех же давлениях, скоростях смеси, балансовых объемных газосодержаниях и структурах течения. При этом адиабатические малоградиентные течения пароводяных смесей считаются равновесными, а течения пароводяных смесей в процессе теплообмена между смесью и окружающей средой — неравновесными. [c.272]

Важно отметить также, что одномерная теория в случае совершенного газа без релаксационных процессов позволяет определить состояние потока в данном сечении струйки тока, если известна относительная площадь F и известно, является поток дозвуковым или сверхзвуковым. Абсолютный размер струйки тока, а также ее форма вверх и вниз по потоку от этого сечения не имеют значения, так как в системе (2.68) — (2.70) не содержится какого-либо характерного размера. Аналогичный результат дает одномерная теория для случая равновесных или замороженных течений. Напротив, в случае неравновесно реагирующего газа параметры потока при заданном F зависят еще и от формы струйки тока вверх по потоку от этого сечения и от ее абсолютного размера, поскольку в таких течениях появляется характерный размер — длина релаксационной зоны. [c.56]

Одной из наиболее ранних работ, посвященных исследованию неравновесных течений, является работа Пеннера [299]. Для анализа релаксационных явлений в соплах Пеннер развил линеаризованные теории квази-равновесных и квазизамороженных потоков. [c.119]

Для преодоления вычислительных затруднений в ряде исследований были разработаны упрощенные модели неравновесных потоков. Удобный момент численного анализа неравновесных эффектов, основанный на представлении, что течение является локально близким к равновесному либо к замороженному и что области почти равновесного и почти замороженного течения разделены достаточно резкой границей, предложили Ельяшевич и Анисимов [304]. Для расчета переменной а, характеризующей кинетику неравновесного процесса (например, степени диссоциации, колебательной энергии и т.п.), авторы работы [304] дают следующее уравнение [c.120]

Позднее была выдвинута модификация модели внезапного замораживания — так называемая модель равновесной рекомбинации [358—360]. В соответствии с ней область замороженного течения заменяется областью, в которой рассматривается только процесс рекомбинации. Модель равновесной рекомбинации дает хорошие результаты при расчете неравновесных течений газовых смесей с компонентами, концентрации которых стремятся к нулю далеко вниз по потоку. Ченг и Ли [376] показали, что в случае течения газа со значительной степенью диссоциации имеется достаточно обширная переходная область от течения почти равновесного к течению с ойределяющей ролью процессов рекомбинации. Область перехода можно разделить на две зоны. Зона течения, примыкающая к равновесной области течения, характеризуется небольшим отклонением от состояния равновесия. За ней следует узкая зона перехода в область рекомбинации. В случае течения с незначительной степенью диссоциации, по данным авторов работы [376], переходная область имеет небольшие размеры. [c.122]

Динамика разреженных газов или, как ее иногда называют, супераэродинамика изучает явления, имеющие место при произвольном отношении длины пробега (времени между столкновениями) молекул к характерному размеру (времени) явления. Изучаемые явления могут быть сколь угодно далекими от равновесных. Исследование таких явлений требует в общем случае учета молекулярной структуры газа, кинетического Описания, применения уравнения Больцмана. В круг задач динамики разреженных газов входят, например, задачи об обтекании летательных аппаратов, движущихся на больших высотах, о движении газов в вакуумных аппаратах, ультразвуковых колебаниях в газах, структуре ударных волн, неравновесных течениях и т. д. [c.5]

В сущности, подобного рода-предельными случаями и ограничивается возможность представления скорости звука в конечном виде. В общем же случае вопрос о реальной скорости и характере распространения малых возмущений может быть решеи лишь на основе анализа полной системы уравнений, описывающих неравновесное течение газа. К этому вопросу мы вepнeм r в гл. 3, а пока выясним вопрос об относительной величине равновесной и замороженной скоростей звука в равновесном состоянии газа а именно докажем существование неравенства [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...