Поток в канале переменного сечения

Таким образом, в рассмотренном примере закон сохранения энергии приводит к выводу о постоянстве полной энтальпии потока в канале переменного сечения. [c.33]

Поток в канале переменного сечения. [c.59]

Работа проталкивания. Эта работа, затрачиваемая на перемещение рабочего тела в канале, совершается потоком против действия внешних сил. Для определения работы проталкивания рассмотрим стационарный поток идеальной упругой жидкости, движущейся в канале переменного сечения (рис. 13.1) При установившемся режиме через любое поперечное сечение (в том числе через сечения /—1 и 2—2) в единицу времени протекает одинаковая масса газа М. Допустим, что па невесомый поршень А площадью fi (сечение J—/) действует давление pi, а на поршень Б площадью (сечение 2—2) — давление р . Истечение рабочего тела происходит под действием разности давлений pi — р. ). Тогда под действием внешней силы р Р поршень А передвинется на расстояние S] и над рабочим телом будет произведена работа [c.8]

Рассмотрим схему движения вещества в канале переменного сечения, расположенном наклонно по отношению к горизонтальной плоскости (рис. 8.1). Потенциальная или техническая работа истечения жидкостей, паров и газов в обратимом адиабатном процессе расходуется на повышение высоты центра тяжести потока (принято, что 81с = о, см. 2). [c.97]

Компрессором называется машина, предназначенная для сжатия газа или пара и транспорта его к потребителю. По принципу сжатия рабочего тела в компрессоре эти машины классифицируются на две основные группы первая — поршневые, винтовые и ротационные, вторая — лопаточные. В первой группе машин сжатие рабочего тела осуществляется путем уменьшения его объема, во второй — путем движения потока по каналам переменного сечения. [c.81]

Результаты расчета параметров потока четырехокиси азота в каналах переменного сечения (конические кана- [c.158]

До сих пор мы рассматривали решения уравнения энергии турбулентного пограничного слоя при продольном обтекании пластины потоком с постоянной скоростью вне пограничного слоя. Однако значительно больший интерес представляют задачи, в которых скорость внешнего течения изменяется вдоль обтекаемой поверхности. К таким задачам относятся расчеты теплообмена при обтекании крыльев самолетов и лопаток турбин, при течении в каналах переменного сечения, например в соплах ракет, [c.294]

Фиг. 4. Характеристики потока в канале переменной площади поперечного сечения по отношению к длине и направлению.

В теплотехнической практике часто приходится иметь дело с процессами, имеющими место при прохождении потока рабочего тела через какой-либо теплотехнический аппарат. Сюда относятся процессы в различных двигателях (например, в паровых или газовых турбинах), в нагнетателях (например, в вентиляторах, дымососах, компрессорах), в каналах переменного сечения— соплах и диффузорах и, наконец, в различных теплообменниках. [c.139]

Выше был подробно рассмотрен тот случай, когда энергия потока используется только для совершения технической работы. Не меньший интерес представляет и противоположный случай, когда поток движется в канале переменного сечения без совершения технической работы. Если при этом геометрическая высота центров тяжести сечений канала не изменяется, то общее выражение (9-8) принимает вид [c.153]

В пособии излагаются основные законы движения сжимаемой сплошной среды, особенности движения газов с околозвуковыми скоростями. Рассматриваются основы расчета параметров изоэнтропного движения газового потока по каналам переменного сечения и методы их измерения. В отдельном разделе рассматриваются задачи движения вязких газов по длинным трубопроводам постоянного диаметра. [c.2]

В выходной секции сопла газовая смесь, как правило, достигает высокой степени разреженности. Температура, плотность и давление падают, а скорость в выходном сечении наибольшая. Поэтому локальное значения характерного времени течения Т невелико, а время релаксации сильно увеличивается из-за разреженности потока. Течение продолжает развиваться в канале переменного сечения, поэтому здесь по-прежнему [c.121]

В книге излагаются основы теории и методы расчета тепломассообмена и трения в каналах переменного сечения, трубах и на поверхностях тел, обтекаемых несжимаемой жидкостью и газом с большими скоростями и высокими температурами, при изменении давления в направлении движения. Рассмотрено обтекание жидкостью и газом непроницаемых и пористых поверхностей при наличии поперечного потока вещества через последние в условиях образования ламинарного и турбулентного пограничных слоев. [c.135]

Рассмотрим движение газового потока по каналу переменного сечения (рис. 8.3), в котором выделим про- [c.132]

В 1953 г. Г.Г. Черный выполнил основополагающее исследование устойчивости скачка уплотнения в канале переменного сечения [21]. Актуальность этой работы определялась задачей организации торможения с малыми потерями сверхзвукового потока в воздухозаборниках воздушно-реактивных двигателей. Проведенный анализ показал, что замыкающий скачок устойчив в расширяющемся канале и неустойчив - в сужающемся. В той же работе исследована возможность стабилизации замыкающего скачка уплотнения с помощью перфорированных стенок и присоединенного объема. [c.6]

Более общие решения задачи теми же методами гидравлики были получены И. С. Риманом [114, 115]. Они относятся к потоку, состоящему из я трубок тока с разными начальными скоростями. При этом рассматривается выравнивающее действие сопротивления (как равномерного, так и переменного по всему сечению). Полученные результаты могут быть использованы и для каналов переменного сечения, но при безотрывном течении в них жидкости. [c.11]

В зависимости от изменения гидравлических параметров движение жидкости в потоке конечных размеров может быть равномерным и неравномерным. Равномерное — это такой вид установившегося движения, при котором гидравлические параметры остаются неизменными по длине. Неравномерное — это вид установившегося движения, при котором параметры потока по длине переменны. Пример равномерного движения — поток в трубе круглого сечения или в русле канала с призматическим сечением, а неравномерного — на расширяющихся или сужающихся участках труб или каналов. [c.25]

Уменьшение потерь энергии потока в рабочем колесе в основном зависит от рационального профилирования его проточной части, которая представляет собой каналы переменного сечения и сложной формы. Рассмотрение сложного пространственного потока весьма затруднено. Поэтому производился последовательный анализ течения в меридиональной и в радиальной плоскостях с использованием строгих и приближенных методов и теории пограничного слоя. Такой подход позволяет учесть конкретную форму канала в обеих плоскостях. [c.293]

Каналы переменного сечения, в которых происходит расширение рабочего тела и скорость потока увеличивается, называются соплами. Сопла широко применяются в технике, в частности они являются неотъемлемым элементом конструкции паровых и газовых турбин, а также реактивных двигателей. Используются они и для получения высокоскоростных газовых и паровых струй ударного действия (например, в обдувочных аппаратах). [c.154]

Особенностью движения потока в каналах сложной формы поперечного сечения является наличие конвективного переноса поперек потока, вызванного движением крупномасштабных вихрей и вторичными течениями (рис. 2-4) Это обстоятельство, а также переменная шероховатость стенок канала приводят к неравномерному распределению напряжения трения на границах потока. Поэтому наиболее точный расчет коэффициентов сопротивления трения может быть получен при переходе от характеристик потока, осредненных по сечению канала (средней скорости, числа Рейнольдса, средней относительной шероховатости, среднего касательного напряжения), к локальным характеристикам (местным относительным шероховатостям, местным числам Рейнольдса, местным [c.66]

Взаимодействие летательных аппаратов с потоком воздуха изучают экспериментально в ходе летных испытаний. Для этого на борт аппарата устанавливается разнообразная аппаратура, фиксирующая аэродинамические нагрузки. Однако значительно больший объем информации удается получить при обдувании потоком воздуха летательного аппарата в натуральную величину или его уменьшенной геометрической копии (модели). Это осуществляется в аэродинамической трубе, схема которой изображена на рис. 4.40. В замкнутом канале переменного сечения с помощью мощного вентилятора 1 создается поток воздуха в направлении, указанном стрелками. В узкой части канала (сопле), где скорость потока наибольшая, помещается исследуемый объект 2 (или его модель). Этот объект связан с аэродинамическими весами 3, [c.88]

Движущийся по каналу пар может находиться под влиянием различных воздействий, приводящих к изменению скорости движения, давления, температуры. Для определения изменения параметров пара по длине трубы можно использовать уравнения неразрывности и энергии для потока переменной массы в канале произвольного сечения (обобщенное уравнение Бернулли) [c.48]

Уравнение первого закона термодинамики для газового потока и понятие об энтальпии газа. Основные уравнения первого закона термодинамики (2.3) и (2.4) были выведены для процессов, в которых работа расширения газа затрачивалась на преодоление внешних сил и была равна их работе. Изменение кинетической энергии газа при расширении не учитывалось ввиду его незначительности. Такое расширение происходит, например, в поршневых двигателях внутреннего сгорания. В турбинах, реактивных двигателях и других установках, в которых газ перемещается с большой скоростью, пренебрегать изменением кинетической энергии движущихся масс газа нельзя, так как оно является основным слагаемым в энергетическом балансе рабочего тела, и поэтому уравнения первого закона термодинамики (2.3) и (2.4) в этом случае принимают иной вид. Предположим, что по каналу переменного сечения под действием давления движется поток газа (рис. 2.2). При этом будем считать, что [c.27]

МИКЮСТРУКТУРА ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА В КАНАЛАХ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ [c.86]

К настоящему времени в литературе представлены весьма ограниченные сведения о турбулентных характеристиках закрученного потока в каналах переменного сечения (диффузоры, конфузоры, со11па и т. п.). [c.86]

Вследствие математических трудностей, возникающих при расчете сжимаемых закрученных потоков в каналах переменного сечения, подавляющее большинство исследований вьшолнено для стационарного, невязкого изоэнтропного течения. Поэтому полученные решения могут рассматриваться в качестве верхнего предела, который может быть достигнут в потоках с закруткой. [c.106]

Задача выявления особенностей формирования критического режима течения в высоковлажной двухфазной смеси возникла в последние годы в связи с анализом теплогидродинамических процессов, происходящих в реакторном контуре в связи с его разгерметизацией. При этом исследовались прежде всего каналы постоянного сечения. Вместе с тем предложенные сотрудниками ВТИ им. Дзержинского вставки-ограничители расхода сделали актуальной задачу исследования вскипающего потока в каналах переменного сечения. Названные вставки предназначены для ограничения расхода теплоносителя при разрыве трубопроводов реакторного контура. При этом они должны обладать возможно меньшими гидравлическиМи сопротивлениями в условиях нормальной работы контура. Профиль используемых вставок выполнен в виде сопла Лаваля с плавно сужающейся входной частью и коническим диффузором. Между тем имеющиеся экспериментальные данные говорят о том, что при истечении насыщенной и тем более недогретой до насыщения воды через каналы, имеющие традиционный профиль сопла Лаваля, жидкость на выходе оказывается перегретой и испарение ее происходит практически за пределами канала. При этом расход воды через сопло оказывается близким к гидравлическому. Таким образом, снижение расхода воды через вставки по сравнению с расходом ее истечении через полное сечение разрыва происходит лишь за счет уменьшения проходного сечения. В то же время расход через вставки можно бьшо бы уменьшить еще почти на порядок, если бы обеспечить в них критический режим истечения вскипа- [c.145]

В качестве иллюстрации расчета нестационарного потока в канале переменного сечения на рис. 3-5 приведены результаты исследования запуска осесимметричной ударной трубы с сужающимся-эасширяющимся соплом на выходе. Контуры трубы и сопла, изображенные в нижней части рис. 5, составлены из плавно сопрягающихся отрезков прямых и дуг окружностей. К торцу, расположенному в плоскости ж = О, примыкает цилиндрический участок У = 2, внутри которого при ж = 5 расположена диафрагма (штриховой отрезок на рис. 5). Линейные размеры отнесены к радиусу критического сечения сопла. Выходное его сечение лежит при х = 10. За характерные и взяты р° и, где р VI р - начальные размерные давление [c.137]

Поток с переменной площадью сечения. Исследуем изэн-тропическое течение в канале переменного сечения, взяв для примера случай истечения из большого резервуара через сужающийся насадок (сопло) (рис. 14-20). Положим, что газовая струя выходит из сопла в атмосферу через горловину с параллельными стенками площадью 5с со средней скоростью V и давлением рс. Если площадь резервуара велика в сравнении с пло- [c.359]

Во многих современных технических устройствах имеет место обтекание жидкостью или газом тел с криволинейной поверхностью, движение жидкостей или газов в каналах переменного сечения и в трубах. Очень часто температура потока отличается от температуры обтекаемой поверхности, и поэтол1у такие течения сопровождаются теплообменом между -потоком и поверхностью твердого тела. Для того чтобы правильно запроектировать такие устройства и обеспечить их надежную работу, необходимо определить трение и тепловой поток на стенке. В случае повышения давления в направлении течения особый интерес представляет выяснение вопроса, происходит или не происходит отрт>1в потока от поверхности тела, и если происходит, то в каком имеиио месте. Прогресс современной техники выдвинул много новых вопросов, в частности определение характеристик потоков при больп1их скоростях, когда диссипация энергии вызывает сильные температурные изменения выяснение влияния отсасывания или вдува л<идкости сквозь поверхность тела и т. д. [c.3]

Конечной задачей расчета пограничного слоя на криволинейной поверхности или в каналах переменного сечения является определение величииы поверхностного трения и толщины слоя, как функций координаты х. Кроме того, Б потоках с положительным градиентом давления особый интерес представляет выяснение вопроса, происходит или не происходит отрыв пограничного слоя, и если происходит, то в каком имещю месте. [c.353]

Дроссель представляет собой шайбу с калиброванным отверстием, перемещающуюся в корпусе (штуцере) в направлении потока жидкости. Каналы переменного сечения на поверхности дроссельной шайбы обеспечивают наименьшее сопротивление проходу жидкости при подъеме груза, а центральное дросселирующее отверстие создает необходимое сопротивление при опускании груза. Диаметр дросселирующего отверстия меняется в зависимости от мощности и назначения цнлиндра. Дроссели, установленные в линии цилиндров наклона, выполняются в виде птйбы с калиброванным отверстием и служат для уменьшения скоростей наклона грузоподъемного механизма. [c.89]

Центробежные силы, возникающие в закрученном потоке вследствие появления вращательной составляющей скорости, оттесняют поток к стенке канала, что приводит к изменениям в распределении осевой скорости в периферийной зоне эта скорость увеличивается, а в приосевой — уменьшается. Перестройка Црофиля осевой скорости по длине вследствие уменьшения интенсивности закрутки и геометрических особенностей продольного сечения канала приводит к появлению радиальной составляющей скорости, которая в некоторых случаях соизмерима с осевой и вращательной (в соплах, каналах переменного сечения). Характерной особенностью закрученных потоков является радиальный градиент статического давления [c.6]

В последние годы интенсивно изучаются закрученные потоки в осесимметричных каналах переменного сечения (сопла, диффузоры и т. д.). Впервые эта задача возникла при изучении вопроса о влиянии закрутки на характеристики сопел. Было обнаружено [65], что при определенных условиях закрутка потока может служить средством регулирования расхода газа через сверхзвуковое сопло. Поскольку расходные характеристики канала неразрывно связаны с локальными Ч1араметрами потока, то вопрос о распределении скоростей в соплах и каналах переменного сечения при течении с закруткой приобрел самостоятельное значение. [c.106]

Качественно влияние кинетики химических реакций на параметры потока в проточной части газовой тур бииы можно исследовать, заменяя рассмотрение течения N2O4 в проточной части турбины рассмотрением одномерного стационарного течения N2O4 в модельном канале переменного сечения с заданными законами изменения энергообмена и трения вдоль оси канала. [c.166]

Попытка обобщения различных опытных данных встречается в работе Т. Г. Чильтона и А. Кольборна [Л. 58], опубликованной в 1931 г. Опыты проводились в трубе с внутренним диаметром 75 мм, заполненной каменными, фарфоровыми и цинковыми шариками, галькой и гранулами. Течение жидкости через засыпку рассматривалось Kaj< движение через ряд параллельных каналов с переменным сечением. Падение напора при изотермических условиях объяснялось трением жидкости о поверхность частиц, расширением и сжатием потока в извилистых каналах переменного сечения. [c.245]

Расчет параметров потока N204 в элементах энергетических установок с учетом кинетики химических реакций для каналов с постоянным и переменным (суживающимся и расширяющимся) поперечным сечением проведен в [14]. Авторы отмечают, что в области температур Т < 500 К необходимо учитывать полный механизм обратимой диссоциации ЫОг (реакции 7—18). Неучет этих реакций приводит к существенным погрешностям в значениях параметров потока. В области более высоких температур и давлений и при больших значениях времени пребывания газового потока в канале погрешности менее значительны. [c.32]

При исследовании многих газодинамических проблем часть параметров, имеютттих не основное значение в рассматриваемой задаче, заменяют их осреднен-ными значениями. При этом следует иметь в виду, что при любом осреднении не могут быть сохранены все свойства потока, так как при осреднении часть информации о потоке неизбежно теряется. Осреднение представляет собой замену неоднородного потока однородным при условии сохранения наиболее суш,ественных для обсуждаемой задачи свойств течения. На практике часто приходится, например, рассчитывать газовые потоки в каналах с переменными в сечении параметрами. В ряде случаев эти потоки можно рассматривать как одномерные с некоторыми средними значениями параметров в каждом сечении. При этом возникает задача об осреднении параметров газа в поперечном сечении неравномерного потока. Иногда в качестве средних значений принимают осредненные но площади параметры (скорость, плотность, температура и т. д.). Однако такой подход может привести к заметным ошибкам в смысле соблюдения законов сохранения Ньютона (массы, количества движения и энергии). Поэтому при решении задачи осреднения [c.27]

Таким образом, сверхзвуковой поток, прежде чем попасть в межлопаточный канал, проходит через бесконечную систему ударных волн с постепенно увеличивающейся интенсивностью в области между соседними ударными волнами поток разгоняется до все больших скоростей (по мере приближения его к фронту решетки). Перед участком ударной волны, расположенным у входа в межлопаточный канал, газ движется поступательно с числом Маха, равным Мта1- На этом участке происходит наиболее интенсивное торможение потока, в результате которого на выходе из межлопаточного канала устанавливается дозвуковое течение. При этом величина потерь полного давления в различных элементарных струйках, прошедших через систему ударных волн, будет различна, так как интенсивность волн падает слева направо. Следовательно, при рассматриваемом обтекании решетки идеальным невязким потоком газа в достаточно удаленном от входа сечении межлопаточного канала, где статическое давление, а значит, и направление скорости уже постоянны по его ширине, величина скорости останется переменной. С целью упрощения задачи будем предполагать, что в результате турбулентного обмена между струйками поток внутри межлопаточных каналов полностью выравнивается и в соответствии с этим за решеткой устанавливается равномерный по шагу поток с постоянными статическим и полным давлениями, причем направление этого потока совпадает с направлением пластин (угол отставания б равен нулю). Важно отметить, что сделанное здесь предположение о выравнивании потока в межлопаточных каналах существенно отличается от сделанного в предыдущем параграфе предположения о выравнивании потока в сечении далеко за решеткой. В этом последнем случае мы только несколько завышаем потери по сравнению с теми потерями, которые имеются в невязком потоке газа, оставляя при этом неизменным течение в самой решетке, а следовательно, неизменным и силовое воздействие потока на нее. Иное дело при выравнивании потока в лопаточных каналах, при котором вследствие изменения течения в самой решетке происходит не только увеличение потерь, но и изменение величины равнодействующей по сравнению с ее значением в идеальном — невязком потоке газа ). Конечно, можно предположить, что выравнивание пото- [c.90]

При изучении процессов истечения необходимо прежде всего определить внещнюю работу, затрачиваемую на перемещения массы рабочего тела в потоке. С этой целью рассмотрим два сечения (1—1 и 2 — 2) канала произвольного профиля (рис. 1.21), по которому течет газ вследствие перепада давлений (Р1 > Рг)- При движении газа по каналу переменного поперечного сечения изменяются его скорость и параметры состояния. При стационарном режиме течения вдоль непроницаемых стенок для всех поперечных сечений канала массовый расход газа описывается уравнением неразрывности [c.43]

Результаты, установленные в работах [419—423], указывают на необходимость учета влияния кинетики химических реакций при выборе тепловых схем и параметров цикла, при расчетах теплообменных аппаратов и проточных частей газовых турбин. Для решения этих задач требуется разработка методов расчета параметров потока N2O4 в каналах с постоянным и переменным поперечным сечением при наличии и отсутствии энергообмена и трения, а также детальное знание кинетики и механизма химических процессов, протекающих в реагирующей четырехокиси азота. [c.7]

Разработанные нами программы были использованы для численного исследования влияния кинетики химических реакций на параметры потока N2O4 в каналах постоянного и переменного сечения при наличии и отсутствии энергообмена и трения. [c.153]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...