Длина - смешение
Cтраница 2
Первое слагаемое правой части уравнения определяет затухание ( рассеяние) турбулентной энергии, второе - воссоздание турбулентности ( работу осредиенного движения против турбулентных напряжений) и третье - градиентную диффузию турбулентной энергии. Величина 1т - масштаб турбулентности, пропорциональный длине смешения. [16]
Более того, формулы Прандтля не учитывают ни скорости рассеивания турбулентной энергии, ни влияния числа Рейнольдса. Наконец, чтобы привести в соответствие экспериментальные данные с данными Прандтля, длина смешения должна составлять значительную часть от диаметра следа, что несовместимо со статистическими выводами. [17]
XII и XIV почти вся теория представляет собой немногим больше, чем интерпретацию уравнений сохранения количества движения ( которая значительно сложнее, чем это может показаться, судя по теории невязкого течения) в сочетании с соображениями подобия при асимптотическом поведении. Сверх того, даже указанная весьма неполная теория не всегда выдерживает критику; это особенно относится к понятию длины смешения, несмотря на популярность, которой оно пользуется. [18]
Тогда появилась возможность установить зависимость длины смешения с распределением скоростей, решив дифференциальное уравнение в частных производных. Распределение скоростей, вычисленное этим способом, вполне соответствует измерениям и обычно называется логарифмическим распределением скоростей, потому что скорость выражена логарифмической функцией расстояния от поверхности. Ту же формулу получил независимо Прандтль [36], когда предположил, что длина смешения пропорциональна расстоянию от поверхности. [19]
Возвращаясь к рассмотрению методики расчета газовых горелок, предложенной Ю. В. Ивановым, следует иметь в виду, что в настоящее время рядом заинтересованных предприятий и исследователей осуществляется ее проверка и совершенствование. С одной стороны, делаются попытки установить, правильно ли считать, что только скорость истечения газа, размеры газовыпускных отверстий и их взаиморасположение являются параметрами, определяющими основные свойства факела. С этим связано также стремление сформулировать условия, при которых влияние указанных факторов усиливается ( или ослабляется), а также выявить роль длины смешения Ьс ( расстояние от ввода газовых струй до выходного сечения амбразуры) и тому подобных факторов. [20]
В частности, излом профиля распределения скорости заметен, и он размывается, но продолжает существовать даже в зоне повторного сжатия. В отрывной зоне обратного течения не наблюдается. Более высокие значения а указывают на более низкий уровень турбулентности, но различие этих величин не означает серьезного различия в характеристиках течения, поскольку, согласно теории слоя смешения, а связано с длиной смешения зависимостью, обратной закону 8 / з степени. [21]
Однако важно отметить, что до построения строгой статистической теории для вычисления турбулентного трения были найдены полезные полуэмпирические решения. Разумеется, эти полуэмпирические теории также основаны на статистических понятиях. В кинетической теории газов среднюю длину свободного пробега можно рассчитать, потому что частицы являются молекулами, тогда как частицы жидкости, перемешивающиеся в турбулентном потоке, имеют отчасти двойственную природу. Однако Прандтль успешно ввел определенный путь конвекции или длину смешения в упрощенную картину турбулентного смешения; в принципе он оставил величину длины смешения для экспериментального определения. [22]
 |
Начальные условия смешения в горелках с центральной подачей воздуха. [23] |
Следует также иметь в виду, что равномерное распределение струй - это лишь одно из условий хорошего смешения газа с воздухом, причем роль других условий изучена недостаточно. К числу этих условий следует в первую очередь отнести расстояние Ьс ( см., например, рис. 5 - 24) от места истечения газовых струй до выходного сечения горелочной амбразуры. Чем меньше Ьс, тем равномернее должно быть распределение струй в воздушном потоке, а при Ьс 0 рекомендуется начальное перемешивание увеличивать до 60 % ( и больше) от количества воздуха. Эти рекомендации подлежат уточнению по линии выбора оптимальных значений длины смешения Ьс применительно к газогорелочным устройствам различной конструкции. [24]
Однако важно отметить, что до построения строгой статистической теории для вычисления турбулентного трения были найдены полезные полуэмпирические решения. Разумеется, эти полуэмпирические теории также основаны на статистических понятиях. В кинетической теории газов среднюю длину свободного пробега можно рассчитать, потому что частицы являются молекулами, тогда как частицы жидкости, перемешивающиеся в турбулентном потоке, имеют отчасти двойственную природу. Однако Прандтль успешно ввел определенный путь конвекции или длину смешения в упрощенную картину турбулентного смешения; в принципе он оставил величину длины смешения для экспериментального определения. [25]
Турбулентный действительный поток, как уже отмечено, мысленно разлагается на стационарный поток, со скоростью w, усредненный по времени от истинных значений скоростей потока, и пульсационный поток. Наличие пульсаций обусловливает интенсивный перенос вещества, характеризуемый понятием турбулентной диффузии. Турбулентная диффузия отличается от ламинарной тем, что эффективный коэффициент диффузии меняется с расстоянием от стенки. Среднее передвижение вихря до его распада ( длина смешения /) практически постоянно в центре ядра потока, но около стенок становится пропорциональным расстоянию у от стенки. [26]
Турбулентный действительный поток, как уже отмечено, мысленно разлагается на стационарный поток со скоростью w, усредненный по времени от истинных значений скоростей потока, и пульса-ционный поток. Наличие пульсаций обусловливает интенсивный перенос вещества, характеризуемый понятием турбулентной диффузии. Турбулентная диффузия отличается от ламинарной тем, что эффективный коэффициент диффузии меняется с расстоянием от стенки. Среднее передвижение вихря до его распада ( длина смешения I) практически постоянно в центре ядра потока, но около стенок становится пропорциональным расстоянию у от стенки. [27]
Наиболее простые физические представления о пульсационных полях созданы по аналогии с молекулярной теорией. Известно, что в газовом потоке на основное движение, послушное очертанию канала, налагается поведение отдельных молекул, находящихся в хаотическом молекулярном движении. Путь, проходимый отдельными молекулами до взаимного столкновения, называется длиной свободного пробега. По аналогии с этой картиной, Прандтль ввел понятие о возникающих и разрушающихся скоплениях, движущихся случайно и произвольно. Эти скопления называют молями, комками, глобулами. Условия их возникновения и разрушения, формы взаимодействия с основным потоком, их собственные размеры, длина пути до столкновения и разрушения ( так называемая длина смешения) во многих отношениях еще не ясны, хотя некоторые вопросы изучены довольно подробно. [28]
Страницы: 1 2