Вихревое движение идеальной жидкости

Естественно, что строгое теоретическое определение параметров столь сложного потока, каким является поток перед колесом при гидравлическом торможении, является невозможным. Однако при наличии соответствующих данных экспериментального исследования теоретическое решение этой задачи представляется возможным с достаточной для практики точностью. В связи с этим должна быть принята такая упрощенная теоретическая схема расчета, которая позволила бы сравнительно простым математическим анализом охватить главные особенности наблюдаемого движения. С этой точки зрения, по-видимому, целесообразно в качестве одной из схем рассмотреть схему вихревого движения идеальной жидкости, поскольку поток реальной (вязкой) жидкости перед колесом в общем случае является вихревым. Перейдем к определению основных свойств этого потока. [c.51]

Если потенциала скорости пе существует, т. е. движение является вихревым, то уравнения движения идеальной жидкости (81) также можно проинтегрировать, но только вдоль линии тока и при условии установившегося движения. [c.94]

Применение основных теорем динамики идеальной жидкости связано с ограничениями, определяющими область возможного применения этих теорем при решении задач по исследованию движения жидкости в проточной части лопастных машин. Последовательное применение уравнений движения идеальной жидкости показывает, что не всякое поле скоростей может быть создано в идеальной жидкости, баротропно движущейся под действием потенциального поля массовых сил, в частности, в несжимаемой жидкости, движущейся в поле сил тяжести. Все эти обстоятельства должны учитываться при экспериментальном и теоретическом исследовании движения жидкости в проточной части машин. Для формирования в проточной части машины специального типа потока необходимо наметить механизм возникновения нужного типа потока на основе механики идеальной жидкости с использованием вихревой системы, образование которой является результатом действия сил вязкости. [c.42]

Покажем наглядно возникновение осевого вихря в относительном движении. Рассмотрим движение идеальной жидкости, заполняющей круглый закрытый сосуд, который, в свою очередь, движется по круговой траектории относительно точки О (рис. 35). При движении сосуда абсолютное движение жидкости будет носить по инерции поступательный характер, что отмечено расположением стрелки N. Сосуд же, кроме поступательного движения, совершает поворот относительно своей оси, что вытекает из расположения отмеченной точки А. Сопоставляя положения конца стрелки N и отмеченной точки А, видим, что жидкость получает в относительном к сосуду движении вращение, обратное его переносному движению. Таким образом, безвихревое (поступательное) абсолютное движение является вихревым (вращательным) в относительном движении. [c.60]

Выше были рассмотрены основы теории движения идеальной жидкости в лопастных машинах. Схема идеальной жидкости является основой для построения большей части расчетов элементов проточной части гидравлических машин. Все же она далеко не удовлетворяет всем потребностям теории гидравлических машин. Вопросы теории потерь в насосах, основные предпосылки, определяющие форму движения идеальной жидкости (постулат Чаплыгина, вихревая система в теории крыла конечного размаха), не могут быть рассмотрены без привлечения механики вязкой жидкости. Во многих случаях формы движения для реальной и идеальной жидкостей значительно различаются. Особенно это имеет место в условиях появления отрыва потока от обтекаемых поверхностей. В то же время задачи движения реальной жидкости в проточной части гидравлических машин математически столь сложны, что до настоящего времени не находят решения. Все это приводит к необходимости широкого привлечения эксперимента к развитию вопросов теории и методов расчета гидравлических машин. [c.68]

Экспериментальные исследования течения реального газа показывают резкое отличие этого течения от законов движения идеальной жидкости, особенно при расходах, отличающихся от расчетного. Характерными для течения реального газа являются наличие трения о стенки и внутреннего трения в потоке газа, образование зон срыва потока, вихревых зон и областей обратного течения все это приводит к потере затраченной работы. [c.67]

Понятие вихря, заимствованное из гидродинамики идеальной жидкости, является слишком условным применительно к турбулентным движениям. Скорее можно представить себе вихревые комки как элементы, передающие деформацию сдвига [39, 85]. В силу этого условной величиной является и кинетическая энергия вихревого движения. Обычно вклад турбулентности в движение оценивается по величине отклонения параметров потока от среднего значения (по времени). Опыт показывает, что в турбу-летном потоке любой параметр а (скорость, температура, плотность, концентрация примеси и т. д.) может быть разложен на две составляющие среднюю по времени а и пульсационную добавку Аа а = а + Аа. Пульсационная добавка Аа обладает тем свойством, что ее среднее значение за сколь угодно узкий промежуток времени равно нулю [c.23]

Разделение воздуха, являющегося смесью компонентов с близкими теплофизическими свойствами,— наиболее сложная техническая задача, которую удалось решить с помощью вихревого аппарата. Идеальное осуществление процесса сопряжено с удовлетворением взаимоисключающим требованиям. Например, для идеального процесса необходимо насыщение газового вихря мелкодисперсной жидкостью по всей длине камеры, а на выходе из нее газовый поток должен быть полностью очищен от жидкой фазы. Необходимы встречное радиальное движение фаз, эффективная передача кинетической энергии от приосевых слоев к периферийным и к пленке жидкости вместе с тем требуется полное исключение радиальных пульсаций в газовом вихре. В связи с этим понятно существовавшее ранее убеждение [c.153]

Так как движение жидкости в циклоне носит вихревой характер, тангенциальная скорость меняется по радиусу R и для идеальной жидкости описывается уравнением свободного вихря [c.5]

Основные характеристики вихревого движения жидкости. Для упрощения анализа вихревого движения жидкости его основные характеристики обычно рассматриваются в условиях идеальной жидкости. [c.141]

Это пересечение поверхностей происходит потому, что удельный объем не является функцией давления (иначе поверхности наложились бы без пересечения), а зависит от меняющихся концентраций С или температур Т, т. е. существует функция и = /о С, Т). Это имеет исключительное значение для процессов тепло- и массообмена, поскольку поверхности раздела движущихся фаз представляют типичный случай пересечения изобарно-изостерических поверхностей. Для упрощения анализа вихревого движения жидкости его основные характеристики рассматриваются в условиях идеальной жидкости. Если Wy, — составляющие скорости движения жидкости (рис. 49), то, чтобы происходило вращение жидкости относительно со ответствующих осей координат, необходимо изменение только двух составляющих скорости движения w. При этом исключается составляющая рассматриваемой оси, вокруг которой возникает вращение. Так, например, чтобы возникло вращение вокруг оси х, необходимо изменить компоненту скорости в положительном направлении оси г/, dw [c.95]

Рассмотрим теперь течение идеальной жидкости по радиальному каналу, образованному двумя дисками и радиальными направляющими. Течение будем рассматривать в цилиндрической системе координат. Предполагая, что движение жидкости является вихревым, на основании векторного анализа можем написать (учитывая, что я,-=0ф=0) [c.62]

Разделение воздуха, являющегося смесью компонентов с близкими теплофизическими свойствами,— наиболее сложная техническая задача, которую удалось решить с помощью вихревого аппарата. Идеальное осуществление процесса сопряжено с удовлетворением взаимоисключающим требованиям. Например, для идеального процесса необходимо насыщение газового вихря мелкодисперсной жидкостью по всей длине камеры, а на выходе из нее газовый поток должен быть полностью очищен от жидкой фазы. Необходимы встречное радиальное движение фаз, эффективная передача кинетической энергии от приосевых слоев к периферийным и к пленке жидкости вместе с тем требуется полное исключение радиальных пульсаций в газовом вихре. В связи с этим понятно существовавшее ранее убеждение о невозможности реализации процесса ректификации в вихревом аппарате. Естественно, что обеспечение удовлетворительных характеристик связано с тщательным поиском такого сочетания параметров, при котором достигается рациональная степень удовлетворения противоречивым требованиям. [c.153]

Значит, в идеальной сжимаемой жидкости вихревой эффект невозможен. В основе механизма этого явления должен лежать процесс переноса существенного уменьшения полной энтальпии газовых частиц в стационарном потоке вязкого газа, чего не происходит. Следовательно, центробежный поток энергии является результатом процесса переноса тепла, что возможно только при наличии в газе радиальных фадиентов температур. Изменение средних значений полных энтальпий потоков обусловлено не теплопроводностью, а только внутренним нротивоточным теплообменом встречных потоков. Это происходит в результате турбулентного перемещения газа в вихре, периферийные слои которого имеют наибольшую скорость и самую низкую статическую температуру. Выравнивание угловой скорости — результат фения, что ведет к росту давления в приосевой области. Из зоны повышенного давления берет начало центральный поток при движении в сторону диафрагмы. [c.22]

Анализируя уравнения (121) и (65), можно заметить, что момент количества движения на выходе из вихревой камеры составляет часть момента количества движения на входе в камеру. Эта часть момента определяется отношением 2/А. В случае идеальной рабочей жидкости коэффициент трения 1 = 0. Тогда, раскрыв неопределенность в уравнении (65), получим Я = А. В этом случае на выходе из вихревой камеры будет максимальный момент количества движения жидкости, соответствующий значению Предельный случай возникает тогда, [c.80]

Это — уравнения вихревого движения идеальной жидкости, полученные в 1882 г. профессором Казанского университета И. С. Гро-мекой, имя которого они носят. [c.98]

В гидродинамике доказывается, что движения идеальной жидкости, бывшие безвихревыми в некоторый момент времени, всегда остаются безвлхревыми. Если же движение было в некоторый момент вихревым, оно всегда будет вихревым. Возникновение вихрей должно быть вызвано специальными причинами, например вязкостью газа или жидкости. [c.103]

Для многих практических задач (например, гидродинамики [52] и тепломассопереноса [53] в псевдоожиженном слое, исследования циркуляционных течений [54], полей скоростей в смесителях [55], в гидроциклонах, барботажных слоях [4], волн в жидкостях [57, 46]) хорошее приближение к реальной картине течения можно получить, решая уравнения сохранения в предположении, что жидкость идеальна (/х = 0) и несжимаема [р = onst). В этом случае использование функции тока позволяет представить уравнения гидромеханики в удобной для решения форме. Для вихревых течений идеальной жидкости, когда три компонента поля скоростей зависят от двух координат, запись уравнений с помошью функции тока имеется в [54]. В случае плоского движения, совершаемого в плоскости Оху, компоненты вихря скорости TOtxW = О, rot yW = О, [c.102]

Было установлено также, что вдали от всех твердых границ движение жидкости при ускорении из начального состояния покоя на протяжении примерно диаметра хорошо согласуется с теорией идеальной жидкости. Однако, после того как сфера подвинется на несколько диаметров, наблюдается отрыв потока (отделяется вихревой слой), и тогда стационарное значение d становится более важным ). Еще скорее это происходит при ускоренном движении диска перпендикулярно к его плоскости ) этого и следовало ожидать, так как острая кромка благоприятствует отрыву. Вообще говоря, тенденция к отрыву зависит от величины полного перемещения, выраженной в диаметрах так, при периодическом движении она заЬисит от i/max /rf, где % — период. [c.206]

Перенос общих теоретических положений о существовании безвихре вого движения в идеальной жидкости на поток реальной жидкости с до статочной для технических целей точностью возможен лишь при соблю дении определенных условий. Известно, что вихревое движение в реаль ной жидкости затухает под влиянием внутренних сил вязкости. В то же время при течении реальной жидкости в каналах плохо обтекаемой формы возникают вихри. [c.51]

Покажем возникновение осевого вихря в относительном движении. Пусть идеальная жидкость заполняет круглый закрытый сосуд, двигающийся по круговой траектории относительно точки 0. При движении сосуда абсолютное движение жидкости в силу инерции будет поступательным (показано стрелкой Л ). Совершая поступательное движение, сосуд, кроме того, поворачивается относительно своей оси, как это следует из расположения точки А. Сопоставляя положение ко ца стрелки N и точки А, видим, что жидкость в относительном к сосуду движении совершает вращение, обратное его переносному движению. Следовательно, беввих-ревое (поступательное) движение жидкости является вихревым (вращательным) в относительном движении (рис. 11-4,6). [c.62]

Характер движения газа во вращающемся канале при закрытом входе и выходе из него показан на рис. 27, б. Циркуляционное (вращательное) течение такого рода в межлопаточном канале называют осевым вихрем. Появление такого движения связано с тем, что, как известно, в идеальной жидкости (не имеющей вязкостд) вихри не могут возникать (или исчезать). Поэтому вихрь, вызванный вращением рабочего колеса, должен быть компенсирован вихрем в жидкости с обратной угловой скоростью — (О. В реальной жидкости (или газе), обладающей вязкостью, также возникает вихревое движение, но несколько замедленное 60 [c.60]

Механическое распыление центробежными форсунками. Центробежные форсунки широко используют в распылительных сушилках. Тангенциальные входные отверстия, ось которых смещена относительно оси сопла, позволяют закручивать поток жидкости при входе в камеру форсунки. На выходе из сопла действие центростремительных сил на поток прекращается, и капли жидкости разлетаются по прямолинейным траекториям, образуя конусообразный факел. Теория центробежных форсунок для идеальных (невязких) жидкостей разработана Г. Н. Абрамовичем [13]. На основании закона сохранения момента количества движения, закона сохранения механической энергии (уравнения Бернулли) и разработанного им принципа максимального расхода Г. Н. Абрамович показал, что коэффициент расхода форсунки ц и угол раскрытия факела ф зависят только от геометрических параметров форсунки, т. е. от диаметра вихревой камеры Лк, количества п и диаметра йвх входных отверстий, диаметра сопла йс. Важной особенностью работы центробежной форсунки является также образование в центре сопла и вихревой камеры воздушного вихря. Поэтому истечение жидкости происходит через кольцевое сечение. Коэффициент заполнения сопла равен отно-игению площади, заполненной жидкостью, к общей площади сопла. Коэффициент расхода форсунки представляет собой отношение действительной производительности форсунки Удейств К максимально возможной (теоретической) Утеор, т. . [c.10]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология