Скорость - основное течение
Cтраница 3
Сила f, в общем случае не потенциальная, приводит к деформации потока. Пусть горелка имеет отрицательную полярность. В области 1 положительные ионы движутся к горелке, сила f направлена против основного потока, струя ( факел) становится толще, скорость основного потока уменьшается. На периферии струи, где скорость основного течения мала, может развиваться встречная периферическая струя, вызывающая газодинамическую неустойчивость. Визуально пламя утолщается и проседает вблизи горелки. В результате время пребывания частиц сажи в области 1 возрастает, что может привести к увеличению их размера, суммарной излучающей поверхности и, как следствие, к уменьшению температуры среды и эмиссии окислов азота. [31]
К сожалению, на этом аналитическая часть решения заканчивается. Как видим, в этом случае и для нарастающих возмущений ( С ( 0) предел С-при Re - оо не совпадает с рассчитанным по уравнению Рэлея. Невыполнение альтернативы Линя связано с наличием разрывов в профиле скорости основного течения. [32]
 |
Минимальное критическое число Грасгофа в зависимости от угла наклона ( по данным. [33] |
Итак, при увеличении угла наклона к горизонтали происходит смена механизма неустойчивости течения - от конвективного ( стратификационного) к гидродинамическому. Важно подчеркнуть, что при малых числах Прандтля переход к гидродинамической моде неустойчивости наступает уже при малых отклонениях слоя от горизонтальной ориентации. Предельная кривая Рг 0 семейства, изображенного на рис. 22, соответствует полному отсутствию стратификационного фактора. Повышение устойчивости при увеличении а на кривой Рг 0 целиком обусловлено уменьшением скорости основного течения по мере увеличения наклона слоя к вертикали. [34]
Металлическая поверхность омывается воздухом, нагретым до температуры 81 1 4 К. Через стенку продувается воздух в направлении основного, горячего течения. Скорость основного течения у стенки такова, что проводимость пограничного слоя составляет ОД22 кг / м2 сек. Холодный воздух из питательной системы нагнетается при температуре 3111 К - Необходимо определить требуемую скорость подачи охладителя. [36]
Это изменение складывается из трех частей: во-первых, из уменьшения энергии вследствие внутренних сопротивлений при движении турбулентных объемов, во-вторых, из подвода энергии в возмущающее движение из основного течения - эта часть пропорциональна ( dU / dy) 2 - и, в-третьих, из переноса энергии турбулентности в слабо турбулизованные области из сильно турбулизованных областей. Составление баланса перечисленных составных частей полного изменения энергии приводит к дифференциальному уравнению турбулентного пульсационного движения. Прандтлем первым главным уравнением, следует присоединить к дифференциальным уравнениям основного течения. Первое главное уравнение содержит три свободных постоянных ( по одной на каждую из указанных составляющих), которые должны быть определены опытным путем. В качестве второго уравнения используется соотношение между турбулентным касательным напряжением и градиентом скорости основного течения, сходное с формулой (19.7) для пути перемешивания, но содержащее также энергию турбулентного пульсационного движения. При изотропной турбулентности, возникающей, например, позади успокоительной решетки с малыми ячейками, из всех указанных составных частей изменений энергии имеется только первая часть, поэтому позади решетки по мере удаления от нее происходит затухание турбулентности. [37]
При таком значении параметра течение состоит из двух встречных потоков. Как и следует ожидать, результаты исследования устойчивости в этом случае близки к соответствующим результатам для течения с кубическим профилем скорости. Имеются две моды неустойчивости. Одна из них ( кривая 1) связана с развитием гидродинамических возмущений. Поскольку в обсуждаемом случае профиль скорости не является строго нечетным, вихри медленно дрейфуют вдоль границы раздела потоков вверх, причем соответствующая фазовая скорость мала по сравнению со скоростью основного течения. Кривая 2 соответствует неустойчивости типа нарастающих тепловых волн, распространяющихся в восходящем потоке с фазовой скоростью, близкой к максимальной скорости этого потока. Волновая мода является более опасной. [38]
Два этих вида переноса давления существенно различаются. Если градиентный перенос определяется локальными характеристиками потока, то конвективный перенос зависит главным образом от геометрии всего поперечного сечения канала в целом. В широкой части канала крупные вихри могут легко распространяться вдоль периметра, вызывая выравнивание касательного напряжения на стенках. При движении турбулентного вихря вдоль линии тока основного течения в градиентном поле скоростей возникает подъемная сила. Эта сила расположена в плоскости поперечного сечения и направлена по нормали к изотахе внутрь потока. Наглядно можно представить этот эффект с помощью замкнутых вторичных потоков, движущихся в поперечном сечении с некоторыми скоростями, величина которых значительно меньше скорости основного течения. Эти замкнутые вторичные потоки приводят к перераспределению скоростей по сечению потока, вызывая характерные искривления изотах. [39]
 |
Максимальные амплитуды колебаний функции тока А т и температуры A в зависимости от числа Грасгофа ( Рг20, / 4. Штрихи на оси Gr отмечают границы области неустойчивости согласно линейной теории. [40] |
На границе встречных конвективных потоков, как и в случае вторичных стационарных течений, образуется периодическая вдоль слоя система вихрей. Эти вихри, однако, теперь не являются стационарными; их интенсивность периодически меняется со временем. На длине волны формируются два пульсирующих вихря, осцилляции которых происходят в противо-фазе. Центры вихрей расположены на осевой линии и остаются неподвижными. Таким образом, в результате сложения встречных волн с одинаковыми на осевой линии амплитудами образуется стоячая ( на оси) волна. В точках, отстоящих от оси на некоторое расстояние, амплитуды встречных волн различны, и потому вдоль восходящего и нисходящего потоков распространяются волны с периодически модулированной по времени скоростью и пространственно модулированные по амплитуде. Иллюстрацией могут служить кадры, представленные на рис. 17, где изображены линии тока и изотермы для последовательных моментов времени. По меткам на картах изотерм отчетливо видно, что в обеих половинах канала фаза волнового процесса перемещается вдоль по потоку. Колебания функции тока наиболее интенсивны на осевой линии, тогда как колебания температуры имеют наибольшую амплитуду в тех точках, где достигаются экстремумы скорости основного течения. [41]
Страницы: 1 2 3