Cтраница 3
Отсюда следует, что динамический напор, т.е. разрушающая способность струи, зависит от ее плотности и скорости. При истечении жидкости со свободной газовой фазой в среду с давлением ниже 5 - 6 МПа объем газа увеличивается за счет появления полости с пониженным давлением, что приводит к повышению скорости и дальнобойности струи. Расширение газа начинается непосредственно в насадке и продолжается в среде, в которую истекает струя. С повышением противодавления более 5 - 6 МПа объем струи при попадании в среду не изменяется, что в конечном счете приводит к постоянству ( при прочих равных условиях) динамического напора струи и ее разрушающей способности. [31]
Реактивные струи авиационных двигателей электрически заряжены [2-4], причем в большинстве случаев их нескомпенсированный заряд - положительный. Заряженными частицами могут быть ионы, возникающие в камере сгорания вследствие хемоионизационных реакций [5], частицы сажи, а также заряженные частицы, появляющиеся при возникновении и развитии дефекта в конструкции двигателя. Имеются два режима движения частиц. Первый характеризуется непрерывным распределением заряженных частиц, когда они без видимых разрывов заполняют объем струи. При этом достаточно мелкие частицы вовлекаются в турбулентное движение несущего газа. Второй режим характеризуется движением заряженных частиц сгустками. Такой дискретный режим может возникать при нарушении нормальной работы камеры сгорания ( например, при колебаниях коэффициента избытка воздуха, когда в проточную часть двигателя периодически попадает избыточное количество сажи), при наличии механических повреждений двигателя, при изменении условий течения в проточной части ( возникновение пульсирующих отрывных зон), а также может отражать периодические процессы в двигателе. [32]
Название первых двух зон происходит от названий участков при свободном истечении затопленной струи жидкости. Струя, попадая в массу жидкости, постепенно увеличивается в объеме и в конечном итоге рассеивается в жидкости. Процесс рассеивания обусловлен действием турбулентного обмена между струей и окружающей ее жидкостью. Вязкостное трение на границе струи и неподвижной жидкости вызывает в этих местах образование вихрей, которые затормаживают продвижение струи вглубь жидкости и способствуют увеличению объема струи за счет вовлечения в ее поток спокойных объемов окружающей жидкости. Слой, в котором происходит перемешивание основной массы струи и окружающей ее неподвижной массы, называют турбулентным слоем. Следовательно, турбулентный пограничный слой струи вызывает тщдтормаживание частиц струи и увлечение струей частиц окружающей жидкости. [33]
В этом режиме на охлаждаемой поверхности отсутствует пленка, и капли, достигая поверхности и взаимодействуя с ней, образуют пятна жидкости размером 3 - 4 мм. С увеличением температуры поверхности размеры пятен уменьшаются. Коэффициент - теплоотда чи при таком режиме охлаждения относительно высок. Интенсивность отвода теплоты здесь определяется температурой поверхности пластины и характеристиками потока диспергированной жидкости: скоростью капель, их размерами и концентрацией капель в объеме струи. Скорость и размер капли определяют площадь пятна жидкости, концентрация капель - долю поверхности пластины, покрытой каплями, а температура поверхности - скорость испарения пятна. Экспериментально получено, что коэффициент теплоотдачи пропорционален АТ - 67; можно предполагать, что интенсивное испарение на поверхности контакта капля - твердое тело приводит к возникновению усилия, обусловливающего отталкивание жидкости и в конечном счете недоиспользование ее массы. [34]
При ударе ламинарных струй ( Re 1500) о поверхность жидкости образуется кратер. Вокруг ядра струи, входящей в жидкость, движется воздушная пленка, которая при попадании в кратер разрушается с образованием пузырьков. При снижении скорости истечения струи ниже определенного значения ( vKp) аэрация резко замедляется. Значение vKp зависит от диаметра насадка, вязкости жидкости и сил поверхностного натяжения. Так, при увеличении диаметра насадка ( источника струи) с 2 2 до 9 5 мм v Кр уменьшается с 1 25 до 0 75 м / с, а средний диаметр образующихся при этом воздушных пузырьков равен 2 4 мм. При возрастании скорости струи до 2vKp средний диаметр пузырьков уменьшается до 0 9 мм. Таким образом, ламинарные струи, хотя и обеспечивают тонкое диспергирование воздуха, однако его объем составляет не более 3 % от объема струи. [35]