Турбулентная струя свойства

Общие свойства турбулентных струй [c.115]

Теоретически и экспериментально наиболее хорошо изучена свободная турбулентная струя [Л. 1, 50, 51], развивающаяся в среде, имеющей те же физические свойства, что и вещество струи. В реальных топочных камерах турбулентный факел не может рассматриваться как свободный, так как он развивается в среде с другими физическими свойствами и в пространстве, ограниченном стенами топочной камеры. Кроме того, факел непрерывно претерпевает изменения, обусловленные процессами горения и теплообмена с экранными поверхностями нагрева. Почти совершенно не изучено взаимодействие факелов, выдаваемых различными горелками топочной камеры. [c.14]

Теоретически и экспериментально наиболее хорошо изучена свободная (затопленная) турбулентная струя [Л. 11]. Этим термином принято называть струю, которая не ограничена твердыми стенками и распространяется в среде, имеющей те же физические свойства, что и вещество струи. Скоростное поле потока в выходном сечении сопла при выводе закономерностей развития свободной струи условно считают равномерным. Другими словами, предполагается, что профиль распределения скоростей по всему выходному сечению плоский. [c.11]

На каждый из упомянутых выше механизмов потерь оказывают влияние свойства топлива и конструкция камеры сгорания. Хотя теоретический удельный импульс системы определяют термодинамические и кинетические характеристики, степень его достижения обусловливается и газодинамическими эффектами. Дробление и испарение капель в основном определяют полноту сгорания и оказывают лишь второстепенное влияние на кинетические потери и потери в пограничном слое. Распыливание топлива определяется конструкцией форсунок и смесительной головки, тогда как скорости испарения зависят от конструкции камеры сгорания и свойств компонентов топлива. С точки зрения экономичности оптимальной является смесительная головка, обеспечиваюш ая такое распыление компонентов топлива, при котором они испаряются с одинаковой скоростью, а испарение завершается в одном поперечном сечении камеры сгорания. Камера при этом должна обеспечить достаточно большую относительную скорость Av между газом и каплями, чтобы полностью испарить последние на располагаемой длине. Характер изменения v по длине камеры определяется в значительной степени коэффициентом сужения камеры сгорания Лк/Лкр. Другими факторами, влияющими на распыление топлива, являются перепад давления ка форсунках, начальный размер капель, устойчивость внутрикамерного процесса, характер соударения струй, свойства топлива, самовоспламеняемость и турбулентность газов в камере. Распределение топлива в факеле распыла определяет влияние качества смешения компонентов [c.169]

В промышленных топливосжигающих устройствах истечение струй обычно происходит в условиях развитого турбулентного движения. Поэтому, пе останавливаясь на вопросе о ламинарной струе, перейдем к рассмотрению общих свойств свободной турбулентной струи при изотермическом движении. [c.62]

В книге материал распределен следующим образом. В гл. 1—3 изложены основные свойства и характеристики энергетических топлив, термохимия реакций горения, материальный и тепловой баланс процесса горения. Прежде чем приступить к изучению процессов горения различных видов топлив (газовых, твердых и жидких), представлялось целесообразным кратко рассмотреть наиболее общие стадии и стороны сложного физико-химического процесса горения, какими являются равновесие и кинетика химических реакций горения, самовоспламенение турбулентный массо- и теплообмен в потоке, распространение турбулентных струй и системы струй. Рассмотрению этих вопросов посвящены гл. 4—7. В гл. 8—10 рассматривается теория горения газообразных и жидких топлив, а в гл. 11 — практика сжигания этих топлив, газомазутные топочные и горелочные устройства. [c.6]

Заключительная часть книги посвящена вопросу, весьма важному в прикладном и научном отношениях. Речь идет о характерных для современного этапа развития теории и практики сжигания газа попытках направленного воздействия на структуру и свойства турбулентных струй и факела. Попытки такого рода (в принципе, конечно, не новые) создают основу управления струями и факелом. В 7-й главе будут рассмотрены данные, относящиеся к одному из эффективных способов воздействия на распространение турбулентных струй — к наложению низкочастотных пульсаций в 8-й главе — данные о применении этого же воздействия для управления газовым факелом. [c.145]

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ТУРБУЛЕНТНОЙ СТРУИ [c.100]

Приведенные данные о свойствах турбулентной струи справедливы при 5<5кр.. Из них следует, что скорость потока и, температура газа Т, давление пара р и пересыщение пара 5 в любой точке струи определяются положением этой точки, т. е. координатами X и у [c.109]

В качестве высокомолекулярных добавок используют полиокс, полиакриламид, некоторые спирты (пропиловый, глицерин, поливиниловый и др.). Эти соединения обеспечивают "эффект Томсона" - снижают сопротивление трения в турбулентном потоке при концентрации 0,001-0,03%. Кроме снижения гидравлического сопротивления, уменьшаются поперечные пульсации и увеличивается толщина пограничного слоя, что благоприятно изменяет режим течения пристеночного слоя раствора. Отмеченные свойства позволяют повысить компактность и удельную мощность водяной струи, содержащей полимерные добавки, на значительном удалении от сопла (3-4 м). Выполненные авторами эксперименты по разрушению образцов нефтяного кокса струей водного раствора полиакриламида концентрацией 0,02% на опытном стенде позволили установить общую зако- / номерность повышения эффективности разрушения по сравнению с чистой струей воды. [c.194]

Основные свойства турбулентной струи [c.98]

Приведенные данные о свойствах турбулентной струи справедливы при 5 < 5кр. Из них следует, что скорость потока V, температура газа Т, давление пара р и пересыщение пара 5 в любой [c.106]

Аналогично на основе свойств турбулентной струи может быть установлена зависимость Р от Г. [c.124]

Для расчета струи в зернистом слое неприемлем математический аппарат теории турбулентных струй, поскольку физические свойства зернистого слоя как среды, окружающей истекающую струю, значительно отличаются от физических свойств ее вещества. Более того, в ряде случаев (особенно в ситуациях, когда концентрация частиц в факеле струи не мала) механизм переноса импульса в струе отличается от механизма, свойственного затопленным турбулентным струям. Это обусловлено тем, что полный импульс, переносимый турбулентными пульсациями газа, может быть даже меньше импульса, переносимого попадающими в струю тяжелыми частицами. [c.5]

Скорость образования рабочей смеси в дизеле зависит от ряда факторов, важнейшими из которых являются температура и давление в камере сгорания степень распыливания топлива при впрыске относительная скорость и турбулентность струи топлива физико-химические свойства топлива. [c.166]

Для удобства читателей, не знакомых с основами теории турбулентных струй, в разделе 1 данной главы кратко изложены общие свойства турбулентных струй в соответствии с трактовкой, принятой в [2]. [c.115]

Главная функция микрокамеры в 8С8-технологии состоит в образовании активных промежуточных компонентов и радикалов, необходимых для последующей инициации процесса АКС-сгорания в основной камере. Это осуществляется путем гашения пламени в соединительных каналах между основной камерой и микрокамерой, что приводит к локализации процесса неполного сгорания в объеме микрокамеры. Продукты неполного окисления затем могут вытекать из полости микрокамеры (в моменты времени, определяемые разностью давлений между основной камерой и микрокамерой) и перемешиваться как с находящимся в основной камере зарядом в текущем цикле, так и со свежим зарядом в следующем цикле. В обоих случаях это вызывает изменение химических свойств смеси и приводит к инициации процесса АЯС-воспламенения и более полному сгоранию в момент самовоспламенения и позднее в ходе расширения. Последний эффект (увеличение полноты сгорания на такте расширения в текущем цикле) еще более усиливается в результате интенсивного взаимодействия горящих газов в основной камере и турбулентных струй, истекающих с большой скоростью из микрокамеры [8.40, 8.46]. Эти струи переносят свободные радикалы в объем основной камеры и генерируют турбулентность высокой интенсивности. Поэтому в результате быстрого перемешивания этих радикалов и активных промежуточных компонентов с зарядом процесс сгорания в текущем цикле продолжается. Однако большая часть радикалов и промежуточных реагирующих компонентов удерживается в объеме микрокамеры для инициации процесса сгорания в следующем цикле. [c.397]

Важным свойством зернистого слоя является турбулентная диффузия как в радиальном, так и в осевом направлении. Радиальная турбулентная диффузия объясняется беспорядочным потоком частиц вещества через каналы слоя или перемешиванием сходящихся струй потока. Осевая турбулентная диффузия является результатом смешивания струй, проходящих по каналам между зернами. При этом играет также роль скорость потока, измеряющаяся в различных точках сечения слоя. Радиальная диффузия имеет большое значение для теплообмена с охлаждающей рубашкой. Влияние же осевой диффузии, вообще говоря, мало. Критерий Пекле для радиальной диффузии, учитывающий диаметр частицы [c.185]

Вопросу выбора необходимой длины цилиндрической камеры смешения, в случае центрального расположения эжектирующего сопла, посвяш ено небольшое число работ, носяш пх, в основном, эмпирический характер. Предлагаемый в некоторых из них анализ нроцесса смешения в смесительной камере эжектора нам кажется физически недостаточно последовательным. Наиболее правдоподобной, по нашему мнению, является подмеченная Г. Н. Абрамовичем [1] аналогия между деформацией поля скоростей в свободной турбулентной струе и в камере смешения эжектора, выражающаяся в сохранении свойства аффинности полей скоростей. Известно, что свойство аффинности полей скоростей вообще характерно для турбулентного пограничного слоя. Это, естественно, приводит к мысли о возможности аппроксимации опытных данных соответствующими соотношениями из теории турбулентных струй. Хотя автор [1] и рассуждает подобным образом, однако для расчета длины камеры смешения он пользуется все же эмпирически подобранными численными соотношениями. В то же время, используя строгое решение уравнений для турбулентной затопленной симметричной струи несжимаемой жидкости [2] [c.254]

Турбулентность является изотропной, когда свойства турбулентного движения одинаковы по всем напр авлениям. Турбулентность свободной струи не изотропна. [c.65]

При больших вязкостях вискоз и высоких скоростях истечения наблюдается образование спиралевидных скрученных струй. Типичный пример такой струи приведен на рис. 7.14. Это явление хорощо изучено при течении расплавов полимеров [23] и получило название эластической турбулентности [24], так как оно связано с эластическими свойствами жидкостей. Причиной эластической турбулентности является периодическое проскальзывание [c.176]

Вопросы сжигания топлива и организации топочных процессов рассматриваются с позиций теории горения и турбулентных струй. Такой ПОДХОД позволяет разрабатывать более перспективные технологические методы камерного сжигания энергетических топлив и более совершенные топочные устройства с учетом физико-химических свойств топлив и их минералыных примесей, а также требуемой высокой интенсивности сжигания и теплопередачи в топочной камере при высокой надежности и экономичности работы парогенераторов мощных энергетических блоков тепловых электростанций. Значительное место уделено подготовке различных топлив к сжиганию в современных топочных устройствах. [c.3]

Так как турбулентная струя обладает свойством автомодельности, а коэффициент турбулентной диффузии пропорционален скорости истечения и диаметру сопла WodQ), то положение зоны воспламенения и горения, определяемое как геометрическое место точек, где образуется смесь стехиометрического состава, при горелке данного размера не должно зависеть от скорости истечения. Равно и длина зоны воспламенения не должна зависеть от скорости истечения. При подсчете в калибрах диаметра при данном топливе она должна бы,ть одинаковой для горелок различных размеров. При этом остается лишь зависимость относительной длины зоны воспламенения от стехиометрического числа и концентрации кислорода в окружающей среде, т. е. [c.159]

Попытки управления турбулентными струями, т. е. оказания активного целенаправленного влияния на закономерности распространения их и такие интегральные свойства, как дальнобойность и угол разноса струи, эжекцион-ная способность, темп затухания и т. п., как уже отмечалось, отнюдь не новы. В еще большей мере это относится к развитию газового факела. И действительно, давно известные инженерные средства— выбор формы и размеров горелок, установка разнообразных регистров, завихрителей, экранов, козырьков и других устройств предназначены по существу именно для управления факелом. Эти же приемы или близкие к ним используются для управления струями. Более того, как показано в 4-1, зачастую вне, зависимости от желания конструктора важные для практики свойства струй (эжекционная способность, интенсивность перемешивания и др.) определяются разнообразными не всегда учитываемыми факторами. В числе их, например,- нарастание пограничного слоя на внутренней и внешней поверхностях сопла, условия смыкания потоков, начальный ( естественный ) уровень турбулентности и др. Хотя все они и охватываются в расчете условным коэффициентом турбулентной структуры, но, как правило, они трудно контролируемы и не всегда могут быть заданы заранее. [c.146]

Этот недостаток устранен в японском паровом аэрозольном генераторе Иосан-Ки [53], в котором перегретый водяной пар с температурой, регулируемой в пределах 100—400°, проходит через слой гранулированного пестицида и возгоняет его образуется турбулентная струя нагретой смеси водяного пара и паров пестицида, которая смешивается с окружающим воздухом и при этом охлаждается. Пары пестицида при охлаждении становятся пересыщенными, и происходит спонтанная конденсация их в объеме, т. е. образование высокодисперсного конденсационного аэрозоля с размером частиц 1 мкм (см. главу I). Температура пара регулируется в соответствии со свойствами данного пестицида так, чтобы возгонка происходила достаточно быстро, но степень разложения пестицида была бы незначительна. [c.279]

Авторы работы [9] исследовали смешение в реакторе, в котором холодные газы вводились перпендикулярно к движущемуся осевому потоку плазмы. С помощью шлирен-метода получено уравнение оси холодной струи в сносящем плазменном потоке. На основании теории свободной турбулентной струи выведена зависимость для длины зоны перемешивания и установлено, что физические свойства перемешивающихся сред не влияют на нее. [c.181]

С начала 60-х годов велись работы по применению фунгицидных дымовых шашек для защиты растений в теплицах [2], однако практической реализации эти разработки не получили, так как они потребовали бы создания специальных шашек для каждого фунгицида, причем при очень высокой температуре в зоне возгонки фунгицид разлагается, а при недостаточно, высокой возгоняется лишь часть фунгицида. В японском паровом аэрозольном генераторе Джосан-Ки [3, 4] перегретый водяной пар с температурой, регулируемой в пределах 100—400°С, проходит через слой гранулированного песпщнда н возгоняет его образуется турбулентная струя нагретой смеси водяного пара и паров пестицида, которая смешивается с окружающим воздухом и при этом охлаждается. Пары пестицида при охлаждении становятся пересыщенными, и происходит спонтанная конденсация их в объеме, т. е. образование высокодисперсного конденсационного аэрозоля (размер частиц порядка 1 мкм). Температура пара регулируется в соответствии со свойствами данного пестицида так, что возгонка происходит достаточно быстро, ио степень разложения пестицида незначительная. [c.85]

О. В. Яковлевский [1961] на основе предложенной им гипотезы об универсальности эжекционных свойств турбулентных струй разработал метод расчета свободных неограниченных струй нагретого снлимаемого газа и несжимаемой жидкости в спутном потоке. Согласно этой гипотезе разные струи жидкостей и газов, распространяющиеся в произвольных условиях, имеют одинаковые эжек-ционные свойства со свободной затопленной изотермической струей жидкости, если опп вытекают из идентичных насадков и имеют в начальном сечении равные импульсы [c.322]

Яковлевский О. В. Гхшотеза об универсальности эжекционных свойств турбулентных струй газа и ее применение. Изв. АН СССР, Механика и машиностроение, № 3, 1961. [c.335]

Метод анализа. Поставленные задачи будут рассмотрены в следующем порядке 1) перемешивание в ламинарной струе 2) ламинарное пламя 3) перемешивание в турбулентной струе 4) турбулентное пламя. Будут сделаны математические упрощения (например, пренебрежение температ урной зависимостью свойств среды) ради облегчения анализа, однако при этом не будут упущены существенные черты процессов. При рассмотрении явлений, в которых ипрает роль турбулентность среды, будут сделаны физические упрощения, поскольку законы турбулентности еще неполностью установлены. [c.106]

Свойства турбулентного переноса, однако, не являются физическими свойствами среды. Они зависят от скорости течения, расстояния от твердых стенок, геометрической формы трубы, помещенного в поток тела, скорости свободной струи и т. д. Коэффициенты турбулентного переноса 13 каждом конкретном случае должны определяться на основе зкснернментальных данных. Однако в любом случае турбулентные потоки превосходят молекулярные (Аг> >а), но оказываются меньше максимальных молекулярных потоков (Д2<а) [c.72]

Общепринятым показателем динамических свойств струи является коэффициент турбулентной структуры а, который характеризует качество подготовки и компактность струи. Дпя затопленных быстрорасширяющихся струй он равен 0,07-0,27. Значение коэффициента структуры должно выбираться таким, чтобы получить согласие с экспериментальными данными. Коэффициент структуры нельзя измерить непосредственно. Он может быть рассчитан из формулы скорости затопленной струи [202] [c.159]

На рис. 6.8 показаны схема дозвуковой свободной струи в безграничном пространстве и поле скоростей для нескольких ее сечений. В выходном сечении рабочего сопла струк имеет равномерное поле скоростей. При течении через пространство, заполненное средой с теми же физическими свойствами, что и у струи, в результате турбулентного перемешивания сред происходит увеличение струей частиц жидкости или газа из этого пространства. Частицы рабочей струн, вытекак>щей из сопла, вместе с частицами увлеченной (инжектируе.мой) среды образуют турбулентный пограничный слой, толщина которого растет в направлении течения. [c.151]

В основе указанной теории лежит представление о движени газов в ограниченном пространстве как о движении, происходя щем под влиянием нескольких турбулентных источников, образующих струи при этом имеется в виду, что весь объем камеры занят этими воображаемыми струями. Различаются источники двух родов. Турбулентный источник первого рода создает обычную свободную струю. На рис. 50 источник О создает круглую струю первого рода ( обычную круглую свободную струю ). Источники О] создают струю второго рода кольцевого сечени со следующими специфическими свойствами. [c.98]

В данной главе рассматривается уравнение для плотности вероятностей концентрации динамически пассивной примеси. Как ив 1.3, ддя обозначения этой концентрации используется буква г. Здесь подробно обсуждаются гипотезы, используемые для замыкания этого уравнения. Анализируются решения замкнутого уравнения в случае статистически однородного поля концентрации и в свободных турбулентных течениях. В главе преследуются три основные цели. Первая является чисто практической и заключается в том, чтобы дать простой приближенный метод определения распределения вероятностей концентрации и коэффициента перемежаемости в струях. Эта задача решается по возможности без сложных математических выкладок. Вторая цель - исследовать математические свойства уравнения для плотности вероятностей концентрации, сформулировать краевую задачу и показать, что из условия разрешимости этой краевой задачи вытекают дополнительные связи между заранее не известными функциями, входящими в замыкающие соотношения. Этот результат имеет принципиальное значение, так как из него следует, что развиваемый подход позволяет сократить количество произвольных функций по сравнению с обычными полуэмпирическими теориями для одноточечных моментов. Не исключено, что новые пути построения замкнутой теории турбулентности будут связаны с совершенствованием этого подхода. Третья цель -изучить структуру изоскалярных поверхностей в турбулентных потоках. Такое исследование позволяет, во-первых, предложить дополнительный способ получения граничных условий для плотности вероятностей концентрации и выявить их физический смысл и, во-вторых, проследить взаимосвязь между перемежаемостью и структурой изоскалярных поверхностей. [c.70]

Для расплава смеси полимеров характерна повышенная эластичность по сравнению с расплавами индивидуальных полимеров. Это наблюдалось неоднократно и наиболее четко показано в работе Хана [190], отметившего повышенное давление на стенки на выходе из капилляра расплава смеси полистирола и полинропилена. Повышенная эластичность расплава смеси полимеров приводит к тому, что нарушение формы струи в результате возникновения эластической турбулентности наступает в смеси при меньших напряжениях, чем в индивидуальных полимерах. Повышенная эластичность смеси полимеров согласуется с большой анизотропией свойств смеси и является, видимо, следствием ориентации в направлении течения не только сегментов макромолекул в каждой фазе полимера, но и самих частиц дисперсной фазы, являющихся новыми релаксирующими элементами, характерными только для двухфазной смеси. [c.48]