Затопленные турбулентные струи

Затопленные турбулентные струи

Затопленные турбулентные струи. Для решения некоторых технических задач(например, при проектировании струйно-гидропневматического автоматического устройства) необходимо рассчитать параметры турбулентности Струя образуется, когда жидкость вытекает из отверстия или сопла в среду той же физической природы, что и струя.Во-первых, мы дадим качественное описание затопленной свободной структуры. То есть стенка, турбулентная струя, выбрасываемая из плоскости, или круговое сопло(rns.9.7) не обязана. Если форма сопла соответствующая, то распределение скоростей в выходном сечении будет uniform.

Режим течения такой струи может быть ламинарным, но турбулентная струя, лежащая в основе рассматриваемой в данном разделе теории, является наиболее важной в практическом применении. Людмила Фирмаль

• As струя прогрессирует, струя замедляется окружающей жидкостью, и в то же время последняя участвует в движении. Таким образом, на некотором расстоянии f сечение ядра потока с равномерным распределением скоростей сводится к нулю, а вокруг него формируется струйный пограничный слой, причем скорость изменяется асимптотически от значения u0 до нуля в зависимости от расстояния от оси струи. Участок длины, состоящий из ядра и пограничного слоя струи, называется начальным участком свободной струны. Относительно небольшого переходного участка за Х раздел с / х. Обычно используется упрощенная схема, предполагающая, что длина переходного участка равна нулю, а основной участок начинается с участка x = 1a, и что скорость полностью состоит из струйного пограничного слоя, который изменяется на ноль на достаточном расстоянии от UM на оси.

Осевая скорость в основном сечении, um, уменьшается от значения u0 до бесконечности до нуля. На рис. 9.8 показан профиль скорости плоской струи, вытекающей из прямоугольного отверстия размером 0,03 X. Каждая кривая на диаграмме соответствует фиксированному расстоянию x от outlet. It видно, что ядро с равномерным распределением скоростей уже исчезло на расстоянии 0,2 м 378. 9.9 показан профиль скорости основного участка, построенный с безразмерными переменными u1, = /(y / YL).Где y0, b-расстояние от оси, где скорость равна половине максимального значения. Особенностью, установленной теоретическим анализом и многочисленными экспериментами, является приближенная линейность однородного ядра турбулентной струи и ее внешней границы, причем скорость рисуется как геометрическое положение точки, являющейся заданной (малой) частью скорости на оси(например-0,01) начального сечения, а внешняя граничная степень угла наклона хорды основного сечения несколько отличается.

• Если провести внешнюю границу основного сечения и продолжить их в сопле до пересечения, то получится точка о, характерная для конкретной струи, называемой полюсом (см. рис. 9.7). Линии тока в области струйного потока имеют форму, показанную на рисунке. 9.7. Поскольку наклон струи к оси очень мал, поперечная составляющая скорости также мала. Экспериментальные данные и данные теоретического анализа позволяют сделать вывод о том, что в зависимости от расстояния от выходного сечения сопла распределение скорости и другие параметры становятся все более независимыми от условий течения и безразмерный профиль скорости становится universal.

So, используя известное приближение, если вас в первую очередь интересует основное сечение, можно заменить собственно струю на бесконечно тонкую струю, которая течет в направлении исходной струи, то есть оси Х Северного полюса. Теоретическое описание исходной струи гораздо проще, чем описание струны конечной толщины. Кроме расчета параметров струи, распространяющейся в неподвижной среде, необходимо определить параметры струи в потоке и 2 или более взаимодействующих струй. Полу-фасетки очень важны для практического использования. Рис. 9.8.При изучении потерь местного сопротивления, при проектировании струйного элемента водовоздушной автоматизированной системы необходимо иметь дело с расчетами расходных частей машины, оборудования и др., профиль скорости плоской турбулентной струи и ограниченной струи.

Приведенная кинетическая схема качественно воспроизводит течение плоской струи, вытекающей из широкого щелевого отверстия, или структуру меридионального течения круговой струи. Людмила Фирмаль

• Рассмотрим законы и методы расчета некоторых простейших струйных течений. Свободноплоскостные струи образуются при поступлении их в достаточно большой контейнер из прямоугольного отверстия или из сопла, стенки которого не влияют на параметры потока. Если пренебречь действием массовых сил, то в сфере такой струи, как показывает опыт, можно считать, что давление везде постоянно (то есть струя изобарна).Таким образом, в проекции на ось x уравнение импульса, описываемое для массы жидкости, заключенной в опорную плоскость 5 (пунктир на рис. 9.7), принимает вид: | ry * 1 ^ 5 = \ ri%(18. Это равенство представляет собой инвариантность потока импульса через любое поперечное сечение свободного потока (обозначенное индексами 1 и 2).

Смотрите также:

Учебник по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Расчет турбулентного пограничного слоя на пластине.
2. Расчет турбулентного пограничного слоя с градиентом давления.
3. Силы, действующие на тело, обтекаемое потоком вязкой жидкости.
4. Кавитация