Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 17
Текст из файла (страница 17)
1.8.Ь х а(/' Г 1/ь ) о где а=1,77; Ь=4,75; /(О) =0,24 Толщина потери импульса бен =- У//т/(/' = Ре*нм/(/. л! зьо'/ л 5/Р у ",--ьо з б'лзв х .- ьоз б уьг / 2-ьлл /дз 3 5 тьь' 3 5 /л" '8 5 гог х к гол Рнс. 1.49, Номограмма для расчета полного коэффиииента сопротивленкя трения Ст на пластине с равиозернистой шероховатостью Ьл. Ь вЂ” полная ллннн пластины. Турбулентные течения Прн нэ.. гл ! ламинарпого участка в интервале 0 -г т,р формпараметр определяют по ургглыгпю я )(х!= — а ~ и йх+ и —; — ти„:".—,г я."," 6 (яе** ) где и»р и кг,.
— скорость н числа Ке»» .г»Р прп х=х,г, б (Ре* ) = 153,2 )(е После шыгкання [[х) определяют из уравнения чкгло Ке»*: и Гсе»» б (Ре"*) =- —, 1(х), и' затем с„а зьг и!т н те — по формуле (1.84). !.з г туРБулентиые стРуи иесжямлемои жидкости 3 ~Г Ка (1 !Л)ч). 1гз -У ка 2 х у 13 ° у к иу -— — — 1Р/ — [2т! (! — — !)тз т!) — !)т т),', 4 У ха Рнс. 1.50. Схема свободной турбулентной струи с равномерным начальным распределе- нием скорости. яч — полю»нее расетоянае; ! — я чяльныя участок. н Турбулентные струи образуются при истечениях жидкости из отверстий и сопл в среду с теми же физическими свойствами, что и у вытекающей струи. Если за пределами сопла отсутствуют ограничивающие струю поверхности (твердые или свободные), то струя называется свободной; в противном случае — ограниченной или полуаграиичгнноад Структура свободной турбулентной струп показана на рнс. 1.50.
!(аче- отвеяно она одинакова для плоской н круглой струй. Если сопла надлежащим образом профилироваио, то профиль скоростей на срезе сопла равномерный. На расстоянии 1», называемом начальным участком струи, сохраняется ядро течения с равномерным распределением скоростей. Между ядром и внешней средой образуется струйный ааграничиьей слой, На расстояниях от среза сопла больших, чем 1», ядро исчезает и пограничный слой занимает всю зону течения. Этот участок струи называют основным. Границами ядра струи и струйного пограничного слоя приближеннр служат прямые, определяемые углами 5», 5, и бя (рис.
!.50). Характер изменения нрофнля скорости по мере удаления от среза показан иа рис. 1.51 21. рофили скорости на основном участке аффиннояодобны, что позволяет представить их единой кривой в безразмерных координатах (рис. 1.52). Течение в пределах основного участка приближенно описывает. ся схемой турбулентного источника, для которого получены полузмпирические решения уравнений движения. Согласно одному из таких решений [2, 491 для плоской турбулентной струи в пределах основного уча- стка Мехпиихп жидкости и еаза 50 Равд.
1 — гул, -гага — л,пх Гг ггйо У,/гг Ла Рве. 1.5!. Распределение скоростей в свободной турбулентной струе на разных расстояниях от среза сопла х. Обоаиачсиие .... х О ° о О Расстояние от среза сопла и,,и . . . 0 0.7 0,35 0,5 0,515 0,75 и /и„ где ч —.*,— — — ты . ° / 3 )/К 1! = ~/ ео Т 'Т «и 1.10. ОДНОМЕРНЫЕ ТЕЧЕНИЯ ГАЗА 1.!0.1. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ДЛЯ АДИАБАТНОГО ТЕЧЕНИЯ НЕВЯЗКОГО ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА.
ИЗОЗНТРОПНИНЫЕ ФОРМУЛЫ где Ч=пд/х; К/ Ус/р — кинематический им- пульс струн, причем со Хо = р ~ падр. 0 Для круглой струи 3 К 1 8н вех (1 -+ 0,251)а)а 1 '/ 3 ) К т! — 0,25Ча , / / Нн = — ~/ 4 и х (1 + 0,251)и)а га -;а -м -ы а ю м м та Рнс. 1.52.
Профиль безразмерной скорости в свободной турбулентной струе. Через рс,и обозначено расстояние от осп струи, где скорость равна половине максвмальной. Обозначение... О Ф Н о 0 Расстоаяие от среза сопла х, м . 0,2 0,35 0,5 0,5 0,75 ее = 0 0161 )/ К . В практических расчетах могут использоваться также более прость:е пзиуэмпирические зависимости, основанные кз теоретических предпосылках, отличных от приведенных выше. Сводка основных характеристик плоской и круглой турбулентньж струй, получаемых путем использоиаики полинома третьей степени для описания поля продольных скоростей, приведена в табл 1.!5.
Обозначения даны применительно и рьс. 1.50. Адиаблтньгл называют течение, происходящее без теплового обмена с внешней средой. Термин «идеальный» здесь означает, что газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона — Менделеева: р/р КТ. При одномерном течении все параметры газа зависят только от одиоь геометрической координаты и = и (х); р = р (х); р =. р (х). Во многих случаях влнякиаат силы тяжести пренебрегают. Тогда осковкым уравнением адиабатного течения кевязкого газа будет служить уравнение (1.38). 61 Одномерньее течения газа б 1.12 Та липа 1.15 Основные зависимости для расчета плоских н осеснмметричных свобоаных турбулентных струй несжимаемой жидкости Осескмметмс и т стоге Перометрм струй Плоская струя и„.=- и,„(1 — Зт!г+ 2т!о); Ч = и/Ь; Ь =- 18 5о (х -'- .,) их = иго (1 — Збг+ Зт)о); Ч = т/Ь: Ь =- !8 (4 (х -!- хо) Распределение скоростей на основном участке и,„ то =- 10, 7 — (то — радиус тто 1е= 3.ет е.л* *о Осевая скорость сопла~ /я се 8.95ге /„ж 1ОЬ, Длина начального уча- стка х) У (х) = У, (1 + 0,035 — /! о Расход струн: на начальном участ- ке У (х) = 0,155 Уев то У (х) = 0,385Уо )Г(к+хо)/Ьо на основном участке Толщина пограничного слоя в переходном се ченин Ьп = 2,7Ьо Ьв =- 2,!2то Що=О 22' !б()с=О 1 !ба~ = 0,17 Характерные углы 18Ц =О 22' 185с = 0.1121 !85„= 0.158 хо — — 2,3Ьо Полюсное расстояние хо = 2,05г„.
Вводя в рассмотрение энтальпню х /т Л=с Т= — ' и — 1 р цг аг — — сопз1. 2 и — 1 за ( — „= сопз1) энтропия / Р р /) з = — !п (р/рл) + сонг! и — 1 + — + и — 1 р р р и — 1 где ср — удельная теплоемкость при посто. явном давлении, это уравнение можно представить в виде и' Л+ — = сопз1. (1.85) 2 Поскольку р р р Л Р Р = — +с т= — +(/. Р Р где (ле†внутренняя энергия; с, — удельная тсплоемкость при постоянном объеме, (1.85) У (х) = Уо ~1 -'; О,ооб — — ; хг ' тс 0,00!в 'е / принимает анд: р цг и+ — + — = „,.1. р 2 Вводя скорость звука а=к кр/р, получаем; При аднабатном течении невязкого га- сохраняет постоянное значекяс, нз-за чего течение называется изоэнтропчйкым. Характерные параметры такого течения: а) параметры торцожеюея ро.
Ро, То, Механика жидкости и газа 62 Разд. 1 /ь, аь, т. е. значения параметров р, и, Т, й а в точке или сечении потока, где газ полностью обратимо заторможен; б) критическая скорость а., т. е. значение скорости и. равное местной скорости звука: в) ликсилальная скорость иьь т. е. значение скоросш! газа при его истечении в пустоту. Правая часть (1.85) может быть выражена через ьти параметры: из х й+ — / й=ст= — Кт= 2 х — 1 — ь — р ь— ь— х н — ! х — 1 ! -'- — М2 0з р! х — 1 1+ — Мт 2 У. и†! н — 1 1 — —, н+1 аю !', ИЬ 1 2 2 х — 1 1 — — )."; х-Р! и — ! 2 н — 1 (1. 86) г 2 — «/ 2х ! н — ! н — 1 1+ — М 2 Рз Р1 х — 1 !+ — М 2 (1.
88) ! н — ! х — 1 ! — — Х,' х+! Употрсшмельны безразмерные скорости М= и/а; Х = и/а; $= иlи х — 1 1 — — !ь х+! Использование (1.86), а также уравнений процесса р/р" сола! и состояния р/р= =Рту позволяет получить изоэнтропивные формулы для отношений давлений, плотностей, температур: — н — ! х — 1 1-)- — Мз 2 р ! ,, 1 Х и — ! !! + Мз) р, н х — ! : Лз) х+1 и =(1 — Сз)н ', ! и — 1 .. (1+ — м"-) Рь ! х — 1 'х ! = ~1 — ).з) ! = (1 — аз)" Мз) Те (, ' 2 Т х — 1 1-1- — М' 2 н — 1 1 — — Хз н+1 и — 1 1 — — ).'! х+1 ьз2 (1. 87) х — 1 — — ).з = 1 — ю.
х -1 хрь (х — 1) Рь 2 Кп !22!ческая скорость При нзознтропнйном течении параметры торможения во всех точках имеют одно и то же значение. Поэтому для двух сеченпй одномерного потока справедливы соотно- шения Полагая в (1.87) М=й=1 — ')/(х 1)/(н+1), полУчаем кРитические отношения соответствующих параметров: Р /Рь' Рь/Рь Ть/Ть. !.20.2. ГАзодинАмичнскин Функции Если газовый поток с местными параметрами р, р, Т, а изознтропийно затормозить, то полученные параметры рь, рь, Ть, аь будут иметь смысл местных параметров тор. моження, а формулы (!.87) будут выражать местные связи между безразмернымн величинами.
Разд. 1 )Иеханика жидкости и гази 5, Уу 5,5 Рис. !.54. Графики газодинамических функций (и=1,41). 1 йр 1 — Мз 5 11х 1 й Мз 1 г(а й» ! — Мз 8 йх (1.90) Рнс. 1.55. Схема сопла Лаваля. Графическое представление газодинамических функций у().), г().) и 1(Х) дано на рис. 1.54. Более точныь чем по этим графикам, значеяня функций можно получить с помощью таблиц, приводимых в руководствах по газовой динамике (1, 161 1Лз.а. ИЗМЕНЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ одномеэного Аднзвзтного потоКА ГАВА вдоль теувы пеРеменнОГО СЕЧЕНИЯ Поскольку в нормальных сечениях одно мерного потока параметры газа постоянны, то его приближенно можно рассматривать как конечную трубку тока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
