Кольцевые вихри

Наиболее интересной конструкцией является случай вьшолнения решеток лопаток на цилиндрических поверхностях. В этом случае лопатки выполняются в виде многозаходной нарезки на винте и втулке, охватывающей винт, с противоположным направлением нарезок. Например, на винте выполняется правая резьба, а на втулке - левая. При вращении вала в кольцевом зазоре, образованном гладким валом и втулкой, возникают кольцевые вихри (вихри Тейлора). При вращении втулки таких вихрей не наблюдалось. Передача энергии от винта к окружающей жидкости происходит в результате непрерывного возникновения, развития и отрыва ука- [c.79]

При очень малых значениях критерий Рейнольдса (Ксц < 1), т. е. при низких частотах вращения мешалки небольшого диаметра в высоковязкой жидкости, преобладающее влияние на формирование потока будут оказывать силы вязкости. Очевидно, что при весьма малых значениях центробежной силы меридиональное течение, обусловленное радиальным потоком жидкости, стекающей с лопастей мешалки, т. е. вынужденная циркуляция, возникнуть не может. Тем не менее, даже в этих условиях движение перемешиваемой жидкости не будет чисто вращательным. Элементы массы вращающейся жидкости по инерции стремятся к стенке сосуда, и это движение (в силу неразрывности потока) будет вызывать перемещение поверхностного и придонного слоев жидкости от периферии к центру, т. е. будет вызывать меридиональное течение. В результате неизбежно возникает устойчивая пара кольцевых вихрей. Циркуляция, обусловленная действием силы инерции, в отличие от циркуляции, причиной которой является центробежная сила, называется свободной. [c.265]

Зона вне этого потока, очевидно, должна быть занята кольцевым вихрем. [c.61]

И внутренней поверхностях которого образуются кольцевые вихри, определяющие возникновение зон обратных токов. Внутренняя циркуляционная зона, образовавшись в области высокотемпературных продуктов сгорания, определяет подвод тепла к корню факела, обеспечивая тем самым непрерывное поджигание топливного факела. Кольцевой вихрь, возникший на внешней поверхности вращающейся струи, может играть двоякую роль в зависимости от внешних условий. Если топочный объем обслуживает несколько горелочных устройств, то зоны обратных токов на внешней поверхности каждой струи возникают в области раскаленных продуктов сгорания соседних струй, вследствие чего к корню факела подводится дополнительное количество тепла, способствующее воспламенению топлива и стабилизации зоны горения. В топке с одним фронтовым устройством внешняя циркуляционная зона может явиться источником подвода к корню факела [c.234]

Были проведены также расчеты для случая нестационарной циркуляции, возникающей при подводе энергии через источник в первоначально покоившуюся среду (рис. 14.7.4). Вблизи источника, расположенного в начале координат, формируется небольшой кольцевой вихрь горячей жидкости, который постепенно расширяется и полностью захватывает всю замкнутую [c.315]

В свете современных представлений об устойчивости газового потока продуктов сгорания, оттекающих от возмущенной поверхности, возникновение спинового движения системы пламя — поверхность отражает предсказываемый теорией результат. Действительно, в рассматриваемом случае устойчивыми видами движения являются или вращающийся поток, или кольцевой вихрь. [c.245]

Возникновение неустойчивого течения расплавов полиэтилена ВД обычно связывают с влиянием входа 70. ш. ю изучения влияния входа использовались различные методы визуализации потока В результате этих исследований установлено, что перед плоским входом в капилляр в резервуаре возникают кольцевые вихри, вызывающие циркуляционное течение в мертвой зоне (зона застоя). При определенных режимах течения в области вихрей возникают очень сильные пульсации, которые приводят к разрывам центральной струи. При этом верхняя часть струи втягивается обратно в резервуар, а в капилляр устремляется жидкость [c.97]

Очевидно, что при весьма малых значениях центробежной силы меридиональное течение, обусловленное радиальным потоком жидкости, стекающей с лопастей мешалки, т. е. вынужденная циркуляция, возникнуть не может. Тем не менее, даже в этих условиях движение перемешиваемой жидкости не будет чисто вращательным. Элементы массы вращающейся жидкости по инерции стремятся к стенке сосуда, и это движение (в силу неразрывности потока) будет вызывать перемещение поверхностного и придонного слоев жидкости от периферии к центру, т. е. будет вызывать меридиональное течение. В результате неизбежно возникает устойчивая пара кольцевых вихрей. Циркуляция, обусловленная действием силы инерции, в отличие от циркуляции, причиной которой является центробежная сила, называется свободной. [c.247]

Особенностями вертикальных цилиндрических предтопков являются большее развитие их высоты и отсутствие На выходе обратного сопла с пазухой. Последнее обстоятельство исключает образование обратного кольцевого вихря и циркуляционного движения в районе выходного отверстия. В связи с увеличенной высотой получается более умеренное объемное тепловое напряжение предтопка Q Vц= = (1,11,8) МВт/м по сравнению с горизонтальными циклонами. [c.468]

С точки зрения вихреобразования в ячейках насоса небезразлично — вращается винт или втулка. Это косвенно подтверждается опытами Тейлора [4], исследовавшего неустойчивость движения жидкости под влиянием центробежных сил в кольцевом зазоре, образованном гладкими валом и втулкой. При вращении вала в кольцевом зазоре между валом и втулкой возникали кольцевые вихри, охватывающие вал. При вращении втулки таких вихрей не наблюдалось. [c.9]

Потери дискового трения. Мощность трения наружной поверхности колес о жидкость складывается из мощности трения боковых поверхностей и мощности трения цилиндрической части обода. При вращении диска в замкнутом пространстве (рис. 96) жидкость, находящаяся между диском и стенкой корпуса, как это было показано в п. 35, вращается с угловой скоростью, равной половине угловой скорости диска при этом ведущий момент трения жидкости о диск уравновешивается моментом торможения вследствие трения жидкости о стенки корпуса. На основное вращательное движение жидкости в замкнутой области, окружающей диск, накладываются вторичные течения, обусловленные явлениями в пограничном слое. Частицы жидкости, непосредственно соприкасающиеся с поверхностью диска, вращаются с окружной скоростью, равной скорости диска. Центробежные силы, действующие на них, не уравновешиваются давлениями в основном потоке, и эти частицы отбрасываются от центра к периферии диска. Вследствие неразрывности потока по стенкам корпуса устанавливается обратное течение к центру. Таким образом, на основное движение накладывается вторичный поток в форме двух кольцевых вихрей. [c.163]

Поверхность раздела можно рассматривать как систему вихревых нитей или кольцевых вихрей, причем оси вихревых нитей расположены перпендикулярно к направлению скачка скоростей. [c.66]

В результате между вальцами или кольцевыми вихрями будут возникать восходящие и нисходящие течения в радиальном направлении. [c.137]

В тех местах, где восходящие струи тыловой части переднего кольцевого вихря переходят в нисходящие струи лобовой части заднего вихря, должны возникать вторичные вихри с противоположным направлением вращения. [c.137]

Отметим, что полученное выражение предполагает для всех режимов работы ступени постоянство энергии в зоне основного потока на входе в рабочее колесо [33], т. е. отсутствие передачи энергии от кольцевого вихря основному потоку. Указанное положение основано только на экспериментальных данных, причем на сегодняшний день его теоретического обоснования получить нельзя, поскольку характер течения на рассматриваемых режимах обусловливается в основном влиянием вязкости рабочей жидкости. [c.24]

В режимах малых подач частицы жидкости выбрасываются в виде вращающихся вихрей не только из колеса в область всасывания, но могут также выбрасываться из отвода в область рабочего колеса. Этот комплекс периодически срывающихся вихрей условно можно заменить сплошными кольцевыми телами, которые обычно принято называть кольцевыми вихрями (рис. 1.27), а весь комплекс явлений, связанных с работой насоса в этих условиях, — явлением гидравлического торможения. [c.50]

Кольцевой вихрь делит поток на основной и вихревой. Основной поток занимает область вблизи ведущего диска, а вихревой — ведомого. С уменьшением подачи интенсивность закрутки потока увеличивается, при этом область, занимаемая основным потоком, постепенно уменьшается, а область кольцевого вихря с обратными течениями увеличивается, занимая все входное сечение в режиме нулевой подачи. [c.51]

Значение Q, при котором равномерность скоростей нарушается, условно будем называть критической подачей Наблюдающееся некоторое падение в периферийном сечении в режимах Q по-видимому, следует объяснить движением жидкости в пограничном слое у внутренних стенок всасывающего патрубка. При Q = в периферийном сечении, т. е. при г = (см. рис. 1.31), частицы жидкости приобретают окружную составляющую и . В режимах Q < скорость уменьшается по направлению от втулки к периферии и уже при Q 0,7 на радиусе г = скорость = О- При дальнейшем уменьшении Я на периферии появляются обратные токи, т. е. величина становится отрицательной. Между тем скорость у втулки остается постоянной и равной средней скорости по сечению, соответствующей критической подаче Р р. Кроме того, из основного графика изменения (рис. 1.28) следует, что эта ско-рость в пределах зоны основного потока меняется незначительно. Такой характер изменения скорости в основном потоке, вероятно, можно объяснить сужением сечения активного потока из-за расширения (как бы разбухания) сечения, занимаемого кольцевым вихрем по мере уменьшения подачи. [c.54]

Скорость цУо максимальна для струйки, текущей у периферии. Поэтому считается, что наиболее опасной в отношении кавитации является область входной кромки лопасти на периферии. Очевидно, что такой вывод соответствовал бы лишь равномерному распределению скоростей и давлений перед колесом. Этой зоной, вероятно, является граница кольцевого вихря и основного потока, соответствующая началу местной кавитации. В этой связи рекомендация С. С. Руднева, заключающаяся в том, что при определении А/г р, значения Уд и Wo условно необходимо принимать по средней струйке, следует считать вполне оправданной. [c.63]

На рис. 3.13 даны результаты измерений [3] при пяти значениях подачи Q, а на рис. 3.14 — соответствующие картины течения при подачах Q, равных 0,75 и 0,5 от оптимальной величины Qo. и при (2 = 0. Из рисунков видно, что уже при расчетном режиме работы (Q = 0,75(2о) на напорной стороне колеса вблизи втулки имеется развитый кольцевой вихрь, который по мере уменьшения подачи растет и при Q = О заполняет всю ширину канала. На всасывающей стороне колеса при расчетной подаче кольцевой вихрь еще отсутствует. Его образование начинается при меньших подачах. [c.135]

На образование и поддержание кольцевых вихрей, захватывающих зону лопастей рабочего колеса, тратится механическая энергия, величину которой в насосостроении принято называть потерями гидравлического торможения. Момент, определяющий мощность гидравлического торможения, можно определить 176] по формуле [c.135]

Образование кольцевого вихря на напорной стороне рабочего колеса является следствием отрыва пограничного слоя, который обьино при уменьшении подачи начинает развиваться на корневых сечениях лопасти. [c.136]

Необходимо отметить, что обратные токи образуют кольцевой вихрь, охватывающий все лопасти колеса и вращающийся в ту же сторону, что и колесо, но с меньшей угловой скоростью. [c.175]

Очевидно, что чем выше скорость вращения внутреннего цилиндра, тем больше центробежные силы и, следовательно, интенсивнее движение частиц в радиальном направлении, т. е. степень турбулизации возрастает. При этом в слое жидкости возникают кольцевые вихри Тэйлора, охватывающие цилиндр (рис. 19, с). [c.50]

В теплообменнике-насосе действие массовых сил проявляется в возникновении кольцевых вихрей Тэйлора, а действие поверхностных сил —в возникновении вихрей срыва. [c.57]

При опережении жидкостью ротора окрашенная жидкость отсасывается радиально внутрь реактивной струей от слоя Экмана и за несколько оборотов образует серию катящихся кольцевых вихрей (рис. 11-7,6), формирующих почти круглую линзу умерен- [c.73]

Сливной борт в роторе влияет на структуру подвижного слоя и способствует образованию заметной на определенной длине ротора радиальной составляющей Vr, пренебрегать которой нельзя. Одновременно у борта образуется кольцевой вихрь, создающий отрицательный поток. Качественная картина расслоения потока и образования радиальной скорости у борта может быть подтверждена схематично следующим теоретическим анализом [20]. [c.12]

Сосредоточенный ввод жидкости вызывает образование также кольцевого вихря с осью кольца, совпадающей с осью основного вихря. Образование дополнительных вихрей в объеме гид-роциклона приводит к довольно сложному их взаимодействию между собой и с основным вихрем, что обусловливает дополнительные потери энергии и уменьшение интенсивности основного вихря. В открытых гидроциклонах вредное влияние дополнительных вихрей может быть значительно уменьшено подбором соотношения диаметров корпуса гидроциклона и патрубка для отвода осветленной жидкости, а также заглублением последнего. Отчасти на это же направлены и различные варианты выполнения формы корпуса (биконические, сферические и др.). [c.60]

Обратимся к решению (3.59) при Ь = 0. Среди прочих течений вязкой или идеальной жидкости оно позволяет воспроизвести один из типов разрушения вихря. Это явление описано Верле [18] и послужило предметом многочисленных исследований. Обзоры работ по изучению этого вихревого образования можно найти в [19-24]. Там же и в альбоме Ван Дайка [25] представлены фотографии явления при обтекании под углом атаки треугольного крыла с острой передней кромкой, а также в трубах с закрученным вокруг оси потоком. На фотографиях течений в статьях Лейбовича [21] и Эскудиера [23] видна структура вихревых образований. Вихревая система утолщения ( пузыря ) включает либо один сомкнувшийся на оси кольцевой вихрь [23], либо два, один из которых вложен в другой [21, 23]. В работах [19-23] проведена аналогия между вихревым образованием и отрывом потока вязкой жидкости от [c.212]

Вихревое образование (167) состоит из одного сомкнувшегося на оси кольцевого вихря и отвечает структуре, полученной Эскудиером [23] [c.213]

Конечно, строгое рассмотрение должно учитывать предысторию движения заряда, т. е. движение, приобретенное газом в предшествующих тактах, в данном случае в процессе всасывания. Визуальные наблюдения на прозрачной модели цилиндра с подкрашенным (табачным дымом) зарядом показывают, что вихревая структура, образующаяся при затекании газа в полость, не является устойчивой при прекращении подачи заряда из клапана кольцевой вихрь, образованный пристеночными струйными потоками, быстро распадается. Нами также выполнено аналитическое рассмотрение устойчивости вихревой структуры, образующейся при затекании газа в цилиндр . Воспроизведение этой задачи здесь займет много места, поэтому ограничимся формулировкой окончательных выводов. Оказывается, что при малых возмущениях, прикладываемых к вихрю внешним побудителем, его полюс описывает замкнутую тракторию вокруг некоторой стационарной точки. С увеличением амплитуды возмущений траектория полюса вихря перестает быть замкнутой с кривой, и полюс вихря сносится к стенкам цилиндра. Фактически это означает, что крупномасштабный вихрь заменяется совокупностью вихрей меньшего размера, для которых описанный цикл повторяется. Предельный минимальный размер вихревой структуры определяется, в конечном счете, силами вязкостного (молекулярного) трения (см. п. 1). [c.135]

Возникновение неустойчивого течения расплавов полиэтилена низкой плотности обычно связывают с влиянием входа [78, 82, 174, 186, 18 , 192, 193, 196]. Для изучения влияния входа использовались различные методы визуализации потока [78, 79, 192, 196], при помощи которых было показано, что перед плоским входом в капилляр в резервуаре возникают кольцевые вихри, вызывающие циркуляционное течение в мертвой зоне (зоне застоя). При опрё- [c.107]

Отсюда вытекает, что паразитная мощность, затрачиваемая иа образование кольцевых вихрей, будет наименьшей для рабочих колес с низким Пд я наибо71ьшей для колес с высоким п , что и соответствует действительности.. [c.110]

В пропеллерш>1Х насосах с уменьшением производительности против нормальной увеличивается радиальный поток жидкости от втулки но направлению к наружному диаметру колеса и возникают кольцевые вихри, которые достигают максимального значения при = 0. Вследствие этих вихрей напор и потребляемая мощность резко увеличиваются при уменьшевли подачи пра- [c.344]

Расчетные значения р,., определены по формуле (1.90) с использованием кривых скоростей, приведенных на рис. 1.30 и 1.31. Расчетные кривые р для режимов 5, 6 и 7 на рис. 1.35 не нанесены, так как практически они полностью совпадают с соответствующими опытными кривыми. Из этих графиков видно, что величина угла натекания изменяется как в зависимости от радиуса, так и от режима, т. е. Р = / (Л Q)- При этом в режимах с равномерным распределением соответствующей скорости v , т. е. в режимах Q 0,8 Qonx. кривые Р и Pi располагаются практически параллельно. На расчетном режиме полученная между кривыми р и Рхл разница объясняется тем, что при проектировании лопастей были приняты положительные углы атаки Др и расчетные значения углов были увеличены с учетом стеснения потока лопастями. В режимах малых подач в зоне кольцевого вихря поток на входе резко отклоняется начиная с Q 0,5 QonT> в режиме Q = О угол натекания становится отрицательным, достигая максимального значения на периферии (р —80°). [c.65]

Причину повышения потребляемой ступенью мощности в режимах недогрузки, согласно изложенному выше, следует объяснить потерями, возникающими от гидравлического торможения. Движение жидкости на входе и выходе из колеса от суммарного воздействия закрутки потока и кольцевого вихря подобно движению жидкости в гидротормозе, который потребляет мощность для поддержания дополнительного вращения в меридианной плоскости вокруг оси кольцевого вихр . [c.65]

В диагональной поворотнолопастной гидромашине вынужденная диффузорность является следствием сферичной формы меридианного сечения проточной части колеса, а диффузорность вызывает более ранний отрыв пограничного слоя от поверхности лопастей и образование кольцевого вихря на напорной стороне рабочего колеса, чем у обычных жестколопастных центробежных насосов. Эту органическую особенность диагонального поворотнолопастного рабочего колеса необходимо учитывать при его разработке. [c.136]

Прежде чем переходить к определению относительного уноса, необходимо остановиться на одном принципиальном положении теоретических выводов, изложенных в настоящей главе. Во всех рассуждениях принято, что для осаждения частиц достаточно, чтобы они прошли толщину ламинарного ядра и не оказались в зоне влияния восходящих линий потока. В действительности, однако, при наличии вихревой зоны возможно, строго говоря, осаждение частицы лишь при условии, что она достигнет стенки ротора. Это обстоятельство следует принять во внимание при теоретическом описании вихревой зоны, поскольку для нее полагается наличие осевой скорости [см. уравнения (5)], которая может продвигать чистицу к сливному борту ротора. Одновременно следует учитывать, что расслоенный поток у борта образует кольцевой вихрь, направленный к периферии (см. рис. 1) и благоприятно отражающийся на седиментации. Этот вихрь, создающий в конечном счете у стенки ротора некоторую отрицательную осевую скорость, должен способствовать удержанию частиц в роторе. Рассматриваемый вторичный поток, образующий периферийную циркуляцию, сможет опять оторвать частицу от стенки и вынести ее к ламинарному ядру, если размеры ее меньше определенной величины пип-В дальнейшем она может быть подхвачена всасывающим током у сливного борта и унесена в фугат. Если размеры частицы приближаются к к, то, видимо, даже при ее продвижении за счет вихревой зоны к борту, когда она еще не достигла стенки ротора, кольцевой вихрь все равно направит ее на стенку, а [c.21]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология