Влияние начальных профилей на развитие ламинарной струи
Распространение плоской свободной ламинарной струи несжимаемой жидкости, вытекающей из насадки конечного размера. Сжигание жидких топлив различных технологических агрегатов. Влияние формы начальных профилей на переход к автомодельному течению жидкости.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.01.2018 |
| Размер файла | 495,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http: //www. allbest. ru/
Влияние начальных профилей на развитие ламинарной струи
С.Н. Шарая
Рассматривается задача о распространении плоской свободной ламинарной струи несжимаемой жидкости, вытекающей из насадка конечного размера. Исследовано влияние формы начальных профилей на переход к автомодельному течению.
При сжигании жидких топлив различных технологических агрегатов (печи, котлы и др.) практическое значение имеет исследование влияния начальных профилей на развитие струи.
В теоретическом анализе струйных течений вязкой жидкости и газа, как правило, используется представление о струе-источнике, которое является идеализацией реального процесса. Такой подход позволяет исследовать течение, абстрагируясь от детального знания начальных условий (формы и размеров сопла, профиля скорости на срезе сопла), а в математическом плане перейти от уравнений в частных производных к обыкновенным дифференциальным уравнениям.
Однако полученные таким образом автомодельные решения соответствуют течению на значительном удалении от среза сопла. Вблизи насадка характер течения остается невыясненным. Решения для этой области можно получить численно или используя приближенные методы (малых возмущений, последовательного приближения и др.). В теории струй приближенные методы не нашли заметного распространения, так как расчет даже второго приближения весьма громоздок и часто практически не выполним.
Метод конечных разностей позволяет получить поля скоростей, температур и концентраций во всей области течения, проследить развитие любого начального профиля.
Исходное дифференциальное уравнение, начальные и граничные условия разложением в ряд Тейлора приводятся к конечно-разностной форме с необходимой степенью точности. Решение полученной алгебраической системы уравнений принимается за приближенное решение исходной задачи. Так как замену частных дифференциалов конечными разностями можно осуществить многочисленными способами, то методов конечных разностей насчитывается столько, сколько существует этих замен.
Рассмотрим плоскую свободную затопленную ламинарную струю несжимаемой жидкости, вытекающую из насадка конечного размера 2l. Распределение скорости ламинарного пограничного слоя описывается уравнениями Прандтля:
Расчет проводился по алгоритму, предложенному в работе [1]. Уравнение движения аппроксимировалось с помощью двухслойной неявной шеститочечной схемы. Полученная система решалась методом прогонки, для отыскания прогоночных коэффициентов используются граничные условия для струи (3,4). Поскольку с ростом x толщина пограничного слоя растет, необходимо на каждом слое во всех точках сетки проверять условие гладкого сопряжения:
В случае невыполнения этого условия на n слое добавляется точка с шагом.
Зная величину скорости u на (n+1) слое, из уравнения неразрывности можно найти поперечную скорость v. В результате решения получено поле скорости плоской свободной струи при различных начальных профилях во всей области течения. Проводя классическое разделение струи на три области, видим, что потенциального ядра в центральной части струи в случае параболического начального профиля нет, сразу происходит постепенное падение осевой скорости. Для прямоугольного начального профиля характерны все три области течения.
На рисунке приведено изменение осевой скорости струи при параболическом и прямоугольном начальных профилях.
Если в начальном участке струи заметно сказывается влияние формы профилей на выходе сопла, то на значительном удалении от насадка закономерности течения приобретают универсальный характер. Однако, выход на автомодельный режим в случае параболического профиля устанавливается раньше, чем для прямоугольного.
Изменение безразмерной осевой скорости в плоской струе при начальных профилях
ламинарный струя жидкий топливо
Литература
1. Арутюнов В.А., Бухмиров В.В., Крупенников С.А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. - М.: Металлургия, 1990.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Численное исследование силового взаимодействия газовой струи и несжимаемой жидкости через контактную поверхность. Физико-математическое моделирование кислородно-конвертерного процесса. Влияние управляющих параметров (давления и температуры в газопроводе).
дипломная работа [2,5 M], добавлен 18.02.2011Максимальная скорость струи на выходе из печи. Диаметр газовой струи в месте встречи с поверхностью сталеплавильной ванны. Радиус газовой струи. Распределение скорости газа по сечению потока. Определение глубины проникновения кислородной струи в ванну.
контрольная работа [144,1 K], добавлен 25.03.2009Уточнение формулы по определению безразмерного коэффициента трения применительно к оптимизации конструктивных параметров режущей головки установки гидроабразивной резки. Безразмерный коэффициент формы местного сопротивления. Условие неразрывности потока.
статья [102,4 K], добавлен 26.02.2016Проектирование участка по изготовлению гнутых профилей, технологического процесса их изготовления. Расчет ширины заготовок для профилей, оптимизация раскроя материала. Разработка формующих роликов. Расчет технико-экономических показателей участка.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 03.02.2012Профилирование лопатки первой ступени турбины высокого давления. Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора. Профилирование решеток профилей рабочего колеса по радиусу. Расчет и построение решеток профилей РК турбины на ПЭВМ.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 04.02.2012Прокатка заготовки и сортовых профилей на валках врезными углублениями на бочке - ручьями. Расчет размеров и формы калибров валков с учетом возможного обжатия за каждый проход и заполнение металлом калибров. Выбор максимального обжатия, длина раската.
контрольная работа [65,2 K], добавлен 17.01.2016Расчет параметров потока и построение решеток профилей ступени компрессора и турбины. Профилирование камеры сгорания, реактивного сопла проектируемого двигателя и решеток профилей рабочего колеса турбины высокого давления. Построение профилей лопаток.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 27.02.2012Исследования процесса мойки автомобиля. Снижение поверхностного натяжения путем применения подогретой воды или СМС. Подача воды к моющим рамкам насосом с давлением. Расход жидкости через насадки. Конические, коноидальные и цилиндрические насадки.
контрольная работа [543,6 K], добавлен 22.08.2011Характеристика сортамента, техническое описание оборудования: стеллажа, тележки, разматывателя, плавильной и стыкосварочной машин, петлеобразователя, рольганга, шлеппера и укладчика. Описание процесса производства замкнутых сварных гнутых профилей.
курсовая работа [306,1 K], добавлен 08.12.2017Строение, разновидности автовышек. Системы управления гидроопорами. Безопасность. Особенности эксплуатации машины в зависимости от времени года. Рабочие жидкости для гидросистем: водомаслянные эмульсии и синтетические жидкости на различных основах.
реферат [728,4 K], добавлен 17.11.2008Влияние технологических параметров и жесткости прессов на точность получаемого изделия. Исследование по установлению влияния начальных параметров заготовки на максимальную силу штамповки. Разработка пластического предохранителя для КГШП силой 25 МН.
дипломная работа [15,4 M], добавлен 26.06.2012Единицы измерения давления, основное уравнение гидростатики, параметры сжимаемости жидкости, уравнение Бернулли. Расход жидкости при истечении через отверстие или насадку, режимы движения жидкости. Гидравлические цилиндры, насосы, распределители, баки.
тест [525,3 K], добавлен 20.11.2009Анализ систем автоматизации технологического процесса производства и использования алюминиевых профилей. Требования к системе управления и параметрам, подлежащим регулированию и сигнализации. Разработка принципиальных схем измерения и управления.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.09.2014Промышленное применение и способы перемешивания жидких сред, показатели интенсивности и эффективности процесса. Движение жидкости в аппарате с мешалкой, конструктивная схема аппарата. Формулы расчёта энергии, затрачиваемой на процесс перемешивания.
презентация [95,9 K], добавлен 29.09.2013Эксплуатация газовых скважин, методы и средства диагностики проблем, возникающих из-за скопления жидкости. Образование конуса обводнения; источник жидкости; измерение давления по стволу скважины как способ определения уровня жидкости в лифтовой колонне.
реферат [424,9 K], добавлен 17.05.2013Группы лесных товаров как строительных материалов. Сортность лесоматериалов и стойкость пород древесины к поражению и растрескиванию. Виды жидких и газообразных топлив, их характеристика и области применения. Физико-химические свойства природных газов.
контрольная работа [167,8 K], добавлен 17.09.2009Производственная технология изготовления гнутых профилей, их механические свойства и применение. Уголок алюминиевый анодированный, нержавеющий и равнополочный. Механические свойства заготовки при профилировании, механический запас пластичности металла.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 15.08.2014Разновидности и основные характеристики жидких котельных топлив. Способы промышленного производства пищевого этилового спирта. Отходы производства этилового спирта и способы их утилизация. Виды котельных топлив. Технический анализ модифицированных топлив.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 15.06.2010Обзор конструкций клетей для прокатки сортовых профилей с максимальным диаметром до 40 мм. Описание конструкции разработанной прокатной клети. Расчет приводного вала на прочность. Расчет двухрядных сферических роликоподшипников на долговечность.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 04.05.2010Расчет и построение решеток профилей дозвукового осевого компрессора. Параметры потока в межвенцовых зазорах ступени в среднем, периферийном и втулочном сечении. Определение размеров камеры сгорания. Расчет выходной патрубка - осерадиального диффузора.
курсовая работа [741,3 K], добавлен 27.02.2012
