Вихревые массы
Cтраница 1
Вихревые массы, по-видимому, являющиеся основным приемником энергии от внешних источников в момент образования этих масс, переносят затем эту энергию во все части турбулентного потока. Диссипативные вихри, заполняющие пространство между вихревыми массами, воспринимают энергию от вихревых масс и рассеивают ее в тепловую. В отличие от диссипативных вихрей, вихревые массы могут чаще всего образовываться только при наличии фиксированных твердых или жидких границ. [1]
В такой струе движущиеся вихревые массы, непрерывно перемещаясь из граничных областей струи в окружающую среду и обратно, создают турбулентный обмен импульсами между струей и неподвижной жидкостью. По мере удаления от выходного сопла масса струи растет, ширина ее увеличивается, скорость убывает. Ядро постоянных скоростей быстро сужается, тогда как окружающий ядро турбулентный пограничный слой, где скорости монотонно падают до нуля, непрерывно расширяется. Внешние границы свободной струи имеют постоянный и весьма ограниченный центральный угол раскрытия. [2]
При отсутствии этих границ турбулентный поток не является установившимся, так как вихревые массы постепенно из-за потери энергии на преодоление сил вязкости вырождаются. Из предыдущего ясно, что свободные струи являются неустановившимся, вырождающимся турбулентным потоком; это обстоятельство накладывает соответствующий отпечаток на процесс турбулентного перемешивания, интенсивность которого по мере течения струи уменьшается. [3]
Если потоки направлены друг на друга под углом или их скорости существенно различны в момент соприкосновения, по-видимому, могут возникнуть новые вихревые массы, что интенсифицирует процесс перемешивания. Напротив, резкое уменьшение градиента скоростей в потоке свидетельствует о некотором завершении процесса перемешивания. [4]
 |
Влияние толщины облекающего потока на интенсивность перемешивания при разных соотношениях скоростей облекающего. [5] |
Интенсивность перемешивания возрастает, если облекающий поток направить на центральный под углом а, так как в месте соударения струй образуются, по-видимому, новые вихревые массы, интенсифицирующие процесс, перемешивания. [6]
 |
Зависимость степени перемешивания ( для смеси в пропорции от величины диаметра с ( 0 центральной струи на разных расстояниях от сопла ( исследование П. И. Сычева. [7] |
Интенсивность перемешивания возрастает ( рис. 29), если облекающий поток направить на центральный под углом а, так как в месте соударения струй образуются, по-видимому, новые вихревые массы, интенсифицирующие процесс перемешивания. Вместе с тем дальнобойность струи при увеличении угла встречи потоков несколько увеличивается. [8]
Диссилативные вихри, заполняющие пространство между вихревыми массами, воспринимают энергию от вихревых масс и рассеивают ее в тепловую. В отличие от дмосипативных вихрей, вихревые массы могут чаще всего образовываться только при наличии фиксированных твердых или жидких границ. [9]
Частицы твердой фазы из-за их значительной инерционности дробят вихревые массы и уменьшают интенсивность турбулентности, но вместе с тем они сами возбуждают вихри в результате соприкосновения с нижней стенкой трубы и последующего вовлечения потоком жидкости в движение. В таком потоке часть энергии затрачивается на поддержание поступательного движения твердых частиц. [10]
На практике гораздо чаще, однако, приходится иметь дело не с ламинарными, а турбулентными струями. При турбулентном истечении газа в атмосферу неподвижного воздуха отдельные вихревые массы газа при своем поперечном перемещении попадают за пределы струи, переносят в соприкасающиеся со струей слои неподвижного воздуха свои импульсы и увлекают эти слои воздуха за собой. На место газовых частиц, выброшенных из ядра струи, в нее проникают частицы окружающего воздуха, которые замедляют движение в периферийной части газового потока. [11]
Процесс перемешивания, в первую очередь, заключается во взаимном проникновении вихревых масс, принадлежащих перемешивающимся потокам, а также в проникновении этих масс в окружающую среду, вызывающее обратное поступление окружающей среды в потоки. Если потоки параллельны и идут с одинаковой скоростью, то новые вихревые массы не могут образоваться и масштаб турбулентности постепенно уменьшается, как и интенсивность процесса перемешивания. [12]
Вихревые массы, по-видимому, являющиеся основным приемником энергии от внешних источников в момент образования этих масс, переносят затем эту энергию во все части турбулентного потока. Диссипативные вихри, заполняющие пространство между вихревыми массами, воспринимают энергию от вихревых масс и рассеивают ее в тепловую. В отличие от диссипативных вихрей, вихревые массы могут чаще всего образовываться только при наличии фиксированных твердых или жидких границ. [13]
Страницы: 1