Пульсации параметров

' При пульсациях скорости происходит перенос механической энергии. Если в потоке имеет место разность температур, то пульсации скорости приводят и к переносу теплоты, вследствие чего возникают пульсации температуры (рис. 4-9). Температура в определенной неподвиж-. ной точке турбулентного потока колеблется около некоторого ср_еднего во времени^значения t. Пульсация температуры t' связана с t и it уравнением t = t + t'. .

Исследования, проведенные на различных жидкометалличе-ских теплоносителях и на воде, показали, что пульсация температуры стенки во времени свойственна процессу теплообмена как при поперечном, так и при наклонном обтекании труб любым потоком и в общем случае обусловливается нестабильностью набегающего потока и собственной нестабильностью, вызванной отрывным характером обтекания труб. При этом основную роль играет собственная нестабильность [20], которая в свою очередь зависит от компоновки труб в пучке (шахматных, коридорных) и расстояния между трубами. Ча-

Как правило, пульсация температуры стенки трубы при прочих равных условиях больше в коридорных пучках, чем в шахматных. Так, для шахматного пучка _с_ s/rf= 1,2 6?/Д?« «4—5%, для такого же коридорного 6^/Д^60% [20]. Это обстоятельство связано с тем, что характер обтекания труб в коридорных пучках более сложен и менее стабилен, чем в шахматных. Распределение пульсации температуры по периметру калориметра также более упорядочено в шахматных пучках, чем в коридорных. На рис. 7.12 в координатах f>t/At = = /(ф) приведена зависимость амплитуды пульсаций температуры стенки от угла набегания потока для шахматного и коридорного пучков, по данным работы [20]. Здесь 6/ — амплитуда пульсаций, А/ — средний во времени температурный напор стенка — жидкость при фиксированном угле ф.

По оси струи на расстоянии менее 38 мм от места входа ее в слой отмечались пульсации температуры (равные примерно 100°С), особенно заметные, когда подводимая мощность превышала 1 кет. Видимо, из-за эжекции частиц струей плазмы происходили быстрое нарастание двухфазного (среда — частицы) пограничного слоя струи, смыкание ее газового факела и периодические отрывы его с образованием пузырей аналогично появлению пузырей при распространении в псевдоожи-женном слое турбулентных низкотемпературных газовых струй, наблюдавшемуся автором [Л. 350]. Уже- поэтому закономерна пульсация температуры по оси струи — в зоне образования и движения пузырей. Следует отметить, что для восходящей высокотемпературной струи в более холодном псевдоожиженном слое эффект эжекции частиц может быть сильнее, чем в изотермическом слое, из-за быстрого уменьшения удельного объема плазменного газа при охлаждении. Это, видимо, позволяет интенсивно эжектировать даже тонкодисперсные частицы, которые в изотермическом слое увлекаются слабо. Улучшение условий эжекции подтверждаются измерениями авторов (Л. 472], показавшими, что давление в плазменной струе ниже 1входа ее в псевдоожи-женный слой значительно меньше статического давления в слое на уровне решетки, а также самим фактом очень быстрого охлаждения плазменной струи в псевдоожиженном слое, связанным, по нашему мнению, в первую очередь с увеличением большого количества тонкодисперсных частиц, а не с радиационным обменом, которому сами авторы [Л. 472] отводят несколько преувеличенную роль, считая, что им обусловлена «главная часть теплообмена струи в поперечном направлении». Во всяком случае в середине проводившегося процесса глубокого охлаждения струи с 6000 до 80—100° С, когда температура тонкой, имевшей малую оптическую толщину струи была уже в пределах 1000—1500° С, не приходилось ожидать существенной теплоотдачи радиацией непосредственно от струи газа, тем не менее и эта

где в — пульсация температуры.

В неизотермическом турбулентном потоке следствием пульсаций скорости является также и пульсация температуры. В этом случае можно написать, что

где 9 — пульсация температуры t.

Рис. 3. Пульсация температуры металла труб НРЧ газомазутных котлов СКД.

Рис. 5. Пульсация температуры металла труб НРЧ пылеугольных котлов СКД.

Рис. 6. Пульсация температуры металла лобовой точки трубы (1), воспринятого теплового потока (2) и интенсивности напряжений (3) наружной образующей лобовой части трубы.

1. В процессе эксплуатации мощных парогенераторов СКД возникает пульсация температуры металла теплонапряженных труб НРЧ, вызванная пульсацией факела в топке. Амплитуда и период колебаний температуры составляет 10—15° С за 15—20 с для мазутных котлов, 20—30° С за 60+90 с — для пылеугольных.

Маловероятно, что гелеобразование успевает быстро охватить значительную толщину обогащенного слоя, однако возникновение на поверхности нагрева квазикристаллического слоя из полярных частиц не вызывает сомнения [2, 6]. Это значит, что через некоторое время вся поверхность нагрева покрывается тончайшим слоем отложений. В дальнейшем процесс осуществляется в той же последовательности уже на слое отложений. При этом пульсация температуры слоя под пузырем [13] стимулирует дальнейшую переориентацию структуры отложений, их уплотнение. Доля ПСВ, выталкиваемого за пределы вязкого подслоя, может уменьшиться, так как уменьшено расклинивающее давление ДЭС [6].

Предварительные замечания. В своей практической деятельности инженеру часто приходится сталкиваться с резонансом «силового» происхождения, который в линейных системах имеет место при совпадении какой-либо гармоники возмущающей силы с одной из собственных частот. Параметрический резонанс, возникающий при определенной пульсации параметров системы (например, приведенной массы или жесткости), требует достаточно тонкой частотной настройки и встречается значительно реже, поэтому нередко расценивается как несущественное и маловероятное побочное явление. Между тем, практика эксплуатации многих машин свидетельствует о том, что параметрический резонанс в ряде случаев не только является источником нарушений нормального функционирования механизмов, но может также приводить и к серьезным авариям, угрожающим безопасности обслуживающего персонала. В п. 16 мы уже упоминали об этом явлении, связанном с нарушениями условий динамической устойчивости.

Отметим одну характерную особенность, отличающую вынужденные колебания в рассматриваемой линейной системе с периодически изменяющимися параметрами от колебаний в линейных системах с постоянными- параметрами. В нашем случае из-за пульсации параметров каждая гармоника / возмущающей силы способна вызвать колебания с бесконечным числом гармоник, в то время как в линейных Системах с постоянными параметрами при этом возбуждается только одноименная гармоника /. Это обстоятельство в известном смысле приближает рассматриваемый класс задач к классу нелинейных. Однако, как показывает анализ, отмеченная связь с «чужими» гармониками оказывается существенной только непосредственно в резонансных зонах, причем лишь для тех гармоник решения, которым соответствует «слабая» гармоника возмущающей силы. В остальных случаях указанная особенность обычно слабо проявляется на результатах расчета. Приведенные выше,соображения позволяют записать следующую приближенную зависимость для инженерной оценки амплитуд соответствующих «сильных» гармоник:

Следовательно, в этом частном случае механизм под действием пульсирующей силы совершает гармонические колебания, амплитуда которых зависит от амплитуды пульсации, параметров механизма и соотношения между частотой возбуждения и частотой свободных колебаний, причем эти колебания происходят около положения статического равновесия.

Важная особенность настоящей монографии состоит в том, что в ней представлены результаты исследований нестационарных (пульсационных) процессов, характерных для потоков двухфазных сред. Можно предполагать, что пульсации параметров потока, связанные с возникновением дискретной фазы и взаимодействием фаз, являются характерными признаками двухфазных течений.

Второй вариант прибора для измерения напряжения трения [49] также реализует нулевой метод измерения. Конструкция прибора приведена на рис. 2.33. Крышка 7 крепится винтами ъ пластине, на которой формируется пограничный слой. К крышке также винтами крепится корпус прибора, который для удобства сборки состоит из двух частей, стягиваемых винтами. В верхней части корпуса устанавливается 'опорная скоба, в которой в кернах подвешена подвижная часть прибора — ось с площадкой, находящейся вровень с поверхностью крышки. «Плавающая» площадка представляет собой прямоугольник размерами 40X5 мм. Зазор вокруг площадки составляет 0,1 мм. В ее нижней части закреплены ферромагнитная вставка из магнитомягкого железа и тарелка демпфера. В рабочем1 состоянии тарелка погружена в демпфирующую жидкость — эпоксидную смолу без отвердителя, налитую в ванночку на пробке. Демпфер необходим для гашения случайных колебаний подвижной части и ее колебаний из-за пульсации параметров потока. Подвижная часть с «плавающей» площадкой сбалансирована с учетом выталкивающей силы, действующей на тарелку демпфера.

ность турбулентности несущей фазы. Подавление (частичное) турбулентности обусловлено в основном инерцией или «индивидуальностью» движения мелких капель, время релаксации' которых меньше времени «жизни» турбулентных вихрей. Следовательно, при Уа'З*®, когда образовались устойчивые капли, интенсивность турбулентной диссипации энергии будет снижаться. Решающее значение в этом процессе имеет параметрический критерий р = р2/рь а также числа Маха и Рейнольдса. Можно предположить, что мелкие капли (диаметром менее микрометра) способны частично подавлять пульсации параметров вне зависимости от физической природы их возникновения.

цессе генерируются пульсации параметров потока, вызывающие изменения газодинамических характеристик решеток.

Приводимые в настоящем параграфе характеристики вихревых следов за кромками получены инерционными зондами. Для заключения о рациональной форме выходной кромки следует привлечь данные, подтверждающие, что скругленная кромка создает более высокое разрежение (рис. 3.24,6) и более интенсивные пульсации параметров, чем плоскосрезанная (см. § 3.2). Дисперсные характеристики плоскосрезанной кромки также оказываются более бла-

Напомним основные физические причины возникновения периодической нестационарности в турбинной ступени. В промежуточной ступени система волн сжатия и разрежения возникает при обтекании входных и выходных кромок сопловых и рабочих лопаток, создающих зоны повышенного и пониженного давления, распространяющиеся против потока и по потоку (в межлопаточные каналы). В результате на входе и выходе из сопловой и рабочей решеток и в каналах создаются периодические изменения давления и температур, т. е. пульсации параметров потока, частота которых определяется частотой вращения рабочей решетки и соотношением числа сопловых и рабочих лопаток в ступени zjzz.

скачков уплотнения, включающая внешний / и внутренний // кромочные скачки и отраженный от стенки в косом срезе скачок /// (рис. 6.17,а). Эта система характерна для дозвуковых решеток (см. рис. 3.5). При относительно толстой выходной кромке пульсации параметров в вихревом следе вызывают высокочастотные колебания скачков /—///. На режиме s^>si (повышенное противодавление) углы скачков I и // увеличиваются, интенсифицируется их колебательное движение. По мере повышения противодавления система колеблющихся скачков // перемещается к выходному сечению F} и далее продвигается внутрь расширяющейся части каналов решетки.

В диффузорах происходит частичное преобразование кинетической энергии потока в потенциальную. При этом поток формируется при положительных градиентах давления, что является наиболее важной особенностью диффузорных течений. В диффузорах генерируется повышенная турбулентность, могут возникать отрывы пограничного слоя и вследствие периодического перемещения точки отрыва — пульсации параметров и скоростей большой амплитуды. Хорошо известно, что диссипация кинетической энергии в диффузорах оказывается существенно большей, чем в соплах.

Рекомендуем ознакомиться:

Промышленное производство

Промышленного комплекса

Промышленного потенциала

Процедуры последовательных

Промышленного водоснабжения

Промышленном производстве

Промышленность изготовляет

Промышленность транспорт

Промышленности химической

Промышленности осуществляется

Промышленности применяется

Меню:

Главная страница Термины