Высокоскоростное течение
Cтраница 2
Результаты отечественных и зарубежных исследований за последующие четверть века были обобщены в [13.8], [13.32], [13.33], где показано, что наблюдаемые в окрестности свободной поверхности изменения структуры среды и формирование направленных высокоскоростных течений связаны с отражением ударных волн и динамикой полости с продуктами детонации. [16]
Использование влажного пара в паровых турбинах, особенно атомных электростанций, создание струйных насосов, инжекторов или сопел для разгона жидкости с помощью скоростного потока расширяющегося газа или пара, использование высококалорийных металлизированных ракетных топлив, продукты сгорания которых содержат значительное по массе количество твердых частиц окислов, стимулировали исследования по высокоскоростным течениям газовзвесей и парокапельных смесей в соплах и диффузорах. Здесь же отметим работы применительно к созданию пневмотранспорта твердых частиц потоком газа. [17]
В этой главе рассматриваются только течения с умеренными скоростями, когда диссипацией энергии можно пренебречь. Высокоскоростные течения будут рассмотрены в гл. [18]
Внешнему турбулентному пограничному слою с зависящими от температуры физическими свойствами уделялось мало внимания как в теоретическом, так и в экспериментальном отношениях. Однако расчет пограничного слоя газа с переменными свойствами связан с анализом высокоскоростных течений газа с вязкой диссипацией. В процессе исследования последней задачи была получена и некоторая информация о влиянии изменения физических свойств с температурой при умеренных скоростях газового потока. [19]
Ноо и too идентично соответствующим решениям при постоянных физических свойствах. Все физические свойства определяются при термодинамической температуре внешнего течения, а влияние диссипации энергии в высокоскоростном течении полностью учитывается только путем введения в уравнение для плотности теплового потока адиабатной температуры стенки. [20]
Для выяснения вопроса о вкладах, вносимых молекулярными потоками, необходимы определенный опыт и физическая интуиция. Примерами систем, в которых молекулярный механизм переноса имеет второстепенное значение, являются: а) адиабатические течения в установках, проектируемых на основе требования минимизации эффектов трения ( к таким установкам относятся, например, расходомеры с трубками Вентури и турбины); б) высокоскоростные течения вблизи погруженных предметов. [21]
Одной из важных фундаментальных проблем, возникающих при обтекании препятствий сверхзвуковым потоком вязкого газа, является проблема взаимодействия ударных волн с пограничными слоями, часто отрывающимися от поверхности. При этом имеют место воздействия чрезвычайно сильных положительных градиентов давления на вязкие слои. Как правило, в высокоскоростных течениях около ракет, самолетов, возвращаемых космических аппаратов и элементов турбомашин практически невозможно избежать подобных воздействий ударных волн, последствия которых могут быть различными: от допустимых до катастрофических. [22]
Это следует из факта тормозящего воздействия на газ со стороны стенки, где скорость газа должна равняться скорости стенки. Таким образом, область, прилегающая к стенке, образует пограничный слой. Для высокоскоростных течений этот пограничный слой, который может быть ламинарным, или турбулентным, обычно ограничен довольно узкой областью около стенки. [23]
Ориентация теплооб менного аппарата относительно направления силы тяжести может оказать значительное влияние на результаты исследования. Шздралкар и Гриффите [40] и друтше исследователи установили, что профили скорости существенно изменяются под воздействием параллельных движению выталкивающих сил. Однако авторам данной работы, исследовавшим вертикальное высокоскоростное течение околокритического водорода, не удалось обнаружить заметных отличий в параметрах течения при изменении направления его движения на противоположное. [25]
Страницы: 1 2