Пульсационные составляющие

Для замыкания системы уравнений, характеризующих течение, тепло- и массообмен при турбулентном движении закрученного потока, необходимы соотношения, связывающие осред-ненные и пульсационные характеристики процесса. Эти соотношения могут быть найдены на основе гипотез полуэмпирического характера.

Таким образом, диафрагмирование выходного сечения является одним из средств, позволяющих изменять осредненные и пульсационные характеристики закрученного потока в канале. Как будет показано в гл. 7, диафрагмирование канала приводит к уменьшению "чтенсивности теплоотдачи от газа к стенке без изменения его расхода.

Проектировщиков гидромашин, как правило, интересуют осредненные характеристики течений на тех или иных режимах работы; между тем ряд причин заставляет отнестись более внимательно к изучению пульсационных компонент. Во-первых, осредненные характеристики течений тесно связаны с пульсационными компонентами. Дополнительные турбулентные напряжения в уравнениях Рейнольдса для осредненных компонент представляют собой корреляции пульсационных компонент скоростей потока. Во-вторых, интенсивные пульсационные компоненты являются источником возмущений, вызывающим деформационные колебания различных элементов конструкции гидромашин. Указанные обстоятельства заставляют разрабатывать методы исследования турбулентного потока жидкости в элементах гидромашин, которые позволяют вместе с осредненными вычислить также и пульсационные характеристики потока.

Проектировщиков гидромашин, как правило, интересуют осредненные характеристики течений на тех или иных режимах работы; между тем ряд причин заставляет отнестись более внимательно к изучению пульсационных компонент. Во-первых, осредненные характеристики течений тесно связаны с пульсационными компонентами. Дополнительные турбулентные напряжения в уравнениях Рейнольдса для осредненных компонент представляют собой корреляции пульсационных компонент скоростей потока. Во-вторых, интенсивные пульсационные компоненты являются источником возмущений, вызывающим деформационные колебания различных элементов конструкции гидромашин. Указанные обстоятельства заставляют разрабатывать методы исследования турбулентного потока жидкости в элементах гидромашин, которые позволяют вместе с осредненными вычислить также и пульсационные характеристики потока.

Пульсационные характеристики для жидких металлов заметно отличаются от таких характеристик для обычных жидкостей, причем временные коэффициенты корреляции для металлов оказываются же, а пространственные

3.2. ПУЛЬСАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

В области малых влажностей, где преобладают устойчивые зародыши, пульсационные характеристики потока в пограничных слоях и в ядре течения резко меняются. Опытные и теоретические данные подтверждают, что мелкие частицы снижают интенсив-

6.1. ПУЛЬСАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

При появлении мелкодисперсной жидкой фазы в отрывных областях частота пульсаций падает, так как мелкие капли частично подавляют пульсации в отрывных областях. Следовательно, рассматриваемые, опыты подтверждают и в этом случае влияние начального состояния на пульсационные характеристики потоков насыщенного и влажного пара. По мере увеличения начальной влажности размеры частиц влаги возрастают, инерционность системы увеличивается и амплитуда пульсаций падает; в этом случае влага служит своеобразным демпфером в процессе образования, срыва и диффузии паровых вихрей в зонах отрыва.

К изложенному следует добавить, что введение ОДА в зону влажнопарового вихревого следа за пластиной сильно меняет пульсационные характеристики полного и статического давления: в зоне небольшого перегрева при переходе через состояние насыщения и в области влажного пара амплитуды пульсаций интенсивно снижаются (рис. 9.6).

50. Пульсационные характеристики конфузорных конденсирующихся потоков; пара/М. Е. Дейч, А. В. Куршаков, В. М. Леонов, А. А. Тищенко//Изв. АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт. 1984. № 4. С. 120—131.

Здесь v~,u,W — осредненные во времени значения составляющих скорости: _и', и', и! — их пульсационные составляющие; ~v w ', и и , йГ w' — корреляции; р — осредненное статическое давление; д — динамический коэффициент вязкости.

где р — плотность жидкости; с — удельная теплоемкость; g — ускорение силы тяжести; Vx, Vy — пульсационные составляющие вектора скорости; 9 — пульсационная составляющая температуры.

Символы: А — пульсационные составляющие; <3 > — осреднение по периоду колебаний, черта сверху — осреднение по длине канала.

Пульсационные составляющие скорости связаны с компонентами тензора турбулентных напряжений следующими шестью уравнениями:

где и', W, Т' — пульсационные составляющие скорости и температуры; Ра — динамическое давление. После интегрирования уравнений (20) — (24) по площади поперечного сечения потока и исключения малых по величине членов получим

где w'x, w'у и w'z — пульсационные составляющие скорости.

Промежуточный отвод конденсата при пленочной конденсации 72 Пульсационные составляющие скорости 185

поскольку за период Ат все пульсационные составляющие скорости взаимно компенсируются.

Уравнения (1-73) — (1-77) образуют систему основных уравнений плоскопараллелыгого турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости. Влияние пульсаций скорости сказывается в уравнениях количества движения, неразрывности и энергии в том, что там появляются соответственно добавочное рейнольдсово напряжение, кажущийся источник и добавочная передача энергии турбулентной теплопроводностью. Чтобы замкнуть систему, необходимо к этим уравнениям присоединить уравнения, связывающие пульсационные составляющие характеристик с их средними значениями. Сложность структуры турбулентного потока и отсутствие достаточного количества надежных опытных данных не позволяют решить эту задачу аналитически. Поэтому для получения необходимых данных по трению, теплообмену и массообмену решающее значение имеют полуэмпирические методы, основанные на различных гипотезах и эмпирических соотношениях. Некоторые из этих методов рассматриваются в гл. 10 и 11.

При анализе опытных данных [Л. 221, 301] Д. Росс использовал пульсационные составляющие скорости и' и о' в сечении пограничного слоя, где dpfdx=0. Этим объясняется тот факт, что полученная им величина а оказалась независимой от градиента давления.

Примечание. Черточка над соответствующими символами означает средние значения этих величин, а штрих — пульсационные составляющие, наложенные вследствие турбулентности на эти средние величины. Индексы °° и w относятся соответственно к свободному потоку и стенке.

Рекомендуем ознакомиться:

Промышленного использования

Промышленного опробования

Промышленного производства

Промышленного транспорта

Промышленном отношении

Промышленностью выпускается

Процедура идентификации

Промышленности достаточно

Промышленности наибольшее

Промышленности практически

Меню:

Главная страница Термины