Cтраница 4
Существует характерная степень расширения в вихревой трубе ( или относительная доля охлажденного потока) ( рис. 4.11), при которой кинетическая энергия вынужденного вихря становится больше исходной. На режимах вращения вынужденного вихря отстает от закона вращения твердого тела - ю const. Избыточная кинетическая энергия свободного вихря расходуется на трение о стенки ( работа внешних поверхностных сил) и на работу внутренних поверхностных сил. При турбулентном течении пульсационное движение непрерывно извлекает энергию из ос-редненного движения. Если допустить, что под действием турбулентности перемещаются среднестатистические турбулентные моли с массой dm, совершающие элементарные циклы парокомпрессионных холодильных машин, то можно найти работу, затраченную на их реализацию. Объем турбулентного моля и путь его перемещения невелики по сравнению с контрольным объемом Q, поэтому изменение температуры при изобарных процессах теплообмена моля с окружающими его частицами незначительно. Это позволяет, не внося существенной погрешности, заменить цикл Брайтона циклом Карно. [46]
Постоянство поступи Рг на входе и Р2 на выходе ( причем Ря Рг) обеспечивает благодаря воздействию рабочего колеса движение жидкости, определяемое вынужденным вихрем. [47]
В большинстве рассмотренных работ, представленных в первой главе, гипотезы возникновения эффекта температурного разделения газа строятся на основе преобразования в сопловом сечении свободного вихря в вынужденный вихрь, допуская такое преобразование за счет действия сил вязкости и теплопроводности газового потока. [48]
На эпюре рис. 9.29, в видно, что массовый расход среды по длине свободного вихря уменьшается, что связано с ее перетеканием из свободного вихря в вынужденный вихрь. С уменьшением массы по длине свободного вихря интенсивно уменьшаются величины статического Рсв ( см. рис. 9.29) и полного Р ( см. рис. 9.29, д) давлений. После прекращения перетекания среды из свободного вихря в вынужденный вихрь ( сечение 4 - 0 рис. 9.29, д) величины давлений Рсв и Р, продолжают уменьшаться, но менее интенсивно. [49]
Достижение максимума величины коэффициента т хв эффективности энергоразделения при условии полностью сформировавшегося вынужденного вихря на границе прекращения существования последнего, а также прекращение дальнейшего нарастания температур Тст и после исчезновения вынужденного вихря свидетельствует о том, что с исчезновением вынужденного вихря прекращается процесс энергоразделения в вихревом струйном течении. [50]
Вторым процессом, обеспечивающим температурное разделение газа, является перестройка поля скоростей вращающихся потоков, которая приводит, по мнению авторов данного толкования вихревого эффекта, к образованию в сечении соплового ввода потока, вращающегося по закону вынужденного вихря и занимающего почти все сечение трубы. Как будет показано ниже, такое вращение не наблюдается в приосевой зоне, а выше отмечалось, что турбулентный теплоперенос при квазитвердом вращении не может активно действовать. Процесс перестройки поля скоростей сопровождается снижением окружной скорости внутреннего потока и повышением ее у внешнего потока по мере приближения к сечению соплового ввода, что соответствует отводу кинетической энергии от внутреннего потока к внешнему. Как известно, по А. П. Меркулову, в сечении соплового ввода взаимодействуют развитый свободный вихрь и внутренний вынужденный. При этом кинетическая энергия передается от свободному вихря к внутреннему вынужденному. [51]
Достижение максимума величины коэффициента т хв эффективности энергоразделения при условии полностью сформировавшегося вынужденного вихря на границе прекращения существования последнего, а также прекращение дальнейшего нарастания температур Тст и после исчезновения вынужденного вихря свидетельствует о том, что с исчезновением вынужденного вихря прекращается процесс энергоразделения в вихревом струйном течении. [52]
Для выполнения расчета основных параметров термотрансформатора, схематично представленного на рис. 9.32, требуются следующие исходные данные: давление Р, температура Т, компонентный состав С высоконапорного газа и давление Рн низконапорной среды, в которую происходит истечение охлажденного газа из вынужденного вихря. Кроме того, при расчете задаются величины радиуса отверстия диафрагмы гС1Ш, начального радиуса гС1Ш вихревой камеры и угол расширения или сужения стенок камеры энергоразделения у. Если угол у по потоку свободного вихря расширяющийся, то его величина принимается положительной, если угол у сужающийся, то его величина принимается отрицательной. [53]
Предлагаемая модель многокомпонентного вихревого струйного течения отличается от базовой тем, что с целью определения расходных, динамических, температурных и других параметров, а также с целью определения максимальной эффективности процессов, происходящих в таком течении, она дополнена структурой вихревого струйного течения ( рис. 6.3), в которой вынужденный вихрь имеет границу в виде формы параболоида вращения. Свободный вихрь также ограничен и имеет форму цилиндра, стенки которого сужаются в направлении максимального течения газа в свободном вихре. Между свободным и вынужденным вихрями располагается пограничный слой, состоящий из газа, перетекающего из свободного вихря в вынужденный. Описанная структура состоит из ячеек, в каждой из которых происходит энергоразделение в центробежном поле, сопровождающееся процессами конденсации компонентов, входящих в исходный газ, в вынужденном вихре и испарения в свободном вихре. [54]