А.Н. Иванов - Гидродинамика развитых кавитационных течений (1163198), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Сравнение сплошной и штрихпунктирной кривых для )г=0,02 свидетельствует о сравнительно небольшом влиянии реальной профилировки трубы. Небольшую разницу между результатами расчетов Вреннена (64] (пунктир) и по предлагаемой методике (сплошная кривая) можно отнести за счет различных схем замыкания каверны — на шар и на диск, На рис. П.!4 приведены кривые, показывающие зависимость от числа капитании коэффициента сопротивления шара, помещенного в трубу, отнесенного к коэффициенту сопротивления в безграничном потоке, Кривые соответствуют трем значениям коэффициента загрузки сечения трубы — 0,01, 0,02 и 0,0626. На рис. Пйб даны зависимости 5(п) для трех конусов с разной величиной угла при вершине и трех значений коэффициента загрузки А. На рнс.
П.!б построены зависимости минимального числа кавитации и „, от параметра уй для конуса с углом при вершине 0=90, шара (Л=1) и эллипсоида вращения с Л=О,З. Здесь же пунктирными линиями даны зависимости (091 Приведенные данные свидетельствуют о сильном влиянии загрузки сечения трубы, приводящем к существенному свнжению величины минимального зна- 00юю(0) Схб ) (05 1,0 095 025 05 0 рис. П.14. Зависимости С,(Н)/С, от и чения числа кавитации, которо~о можно достичь при кавитационных испытаниях различных тел. Достижение меньших значений невозможно вследствие «запирания» трубы. На рис. П.17 приведены зависимости З(п) для конуса с углом при вершине 0=90' в широком диапазоне изменения параметра А.
В связи с экспериментальными исследованиями в кавитационных и гидродинамических трубах представляет практический интерес оценка влияния перепада давления в рабочем участке трубы, обусловленного гидравлическими потерями, яа параметры кавитационного обтекания тела (сопротивление и размеры каверны). Пользуясь предлагаемой методикой расчета, это нетрудно сделать, записав интеграл Бернулли для 'линиц тока, совпадающей с каверной, с учетом указанного перепада давления. Это выразится в конечном итоге в том, что скорость на границе каверны уже не будет постоянной, как в случае безграничного потока, а будет зависеть от величины перепада давления.
Если рассматривать обтекание тела в круглой длинной трубе постоянного радиуса вдали от входного ее сечения, то величину перепада давления вдоль трубы можно определить с помощью обычных формул гидравлики. Как показывают расчеты, для круглой ~падкой трубы при практически приемлемых коэффициентах загрузки влияние гидравлического перепада оказывается незначительным для режимов, когда длина каверны имеет порядок до пяти радиусов трубы, И только на режимах, близких к запиранию, т. е.
при и — ь — ~.акое, этот перепад оказывает заметное влияние на парамеяры течения. В гидродинамических трубах реальной конструкции вследствие наличия конфузора для закона падения давления вдоль рабочего участка будет ближе 223 О Ы о О~ и д о х !с~ Ф с;ь "о 1=' с~ а о Н ОЪ М а О ОЪ ( 4 й, \ РЗ о ф ц Ю, 1о ~ Ф к~ Ф $ ~ о о ~а СЭ д б а е О~ И Б о ~ о а И~, соответствовать оценка, основанная на использовании соотношения для трения на поверхности плоской пластины, ширина которой равна периметру поперечного сечения рабочего участка (48).
Как показывают результаты расчетов и в этом случае, если испытуемое тело помещать не непосредственно в начале рабочего участка, а располагать 04 О) О ОГ О, Рис. П.17. Зависимость З(а) для конуса с углом при вершине 8=90' на расстоянии от входного сечения, определяемом )(е„, )1Оз, перепадом давления, обусловленном гидравлическими потерями, при п)п,зь можно пренебречь (Вел, — число Рейнольдса, где в качестве линейного размера хз принято расстояние от входного сечения рабочего участка до испытуемого тела). О!О 02О ООО ОУО атб о Рис. П.!8.
Зависимости Сч(о) для различных значений параметра аа для конуса 8 90' Существенным образом на кавитационное течение может сказаться влияние перепада давления, обусловленного неодинаковостью радиуса трубы вдоль ее оси, На рис. П.!8 — П.2! приведены результаты расчета обтекания конуса с углом при вершине равным 90', помещенного в трубу, меридиональное сечение которой выбрано таким образом, чтобы в отсутствие конуса был обеспечен постоянный градиент давлении вдоль трубы — — аз. Коэффициент Р дх аз положителея для конфузора и отрицателен для диффузора.
Коэффициент загрузки сечения принят постоянным, равным в=0,01. Он определялся для поперечного сечения трубы, совпадающего с торцем конуса. Начиная 15 Заказ Из !4Э 225 Ц5 Рис. П.!9. Зависимости Т(а) для различных значений пара- метра ац для конуса 0=90' 01 Рй Ой 0,4 0 Рис. П.20. Зависимости Е//г от о для различных значений параметра пч для конуса 9=90' ф. 99 929 йг 94 сг Рис.
П.21. Зависимости х/1 от а для различных значений параметра ае для конуса 9=90' Ог ОЗ а бз=ООО ООО О,7О Оу Рис. П.27. Зависимости 3(а) для гондолы водо- заборника водометного движителя от числа кави- тации Рис. П.28. Меридиональное сечение гондолы водозабор- иика водометиого движителя Рис. П.2Б. Зависимости З(а) для гондолы водозаборника водометного дви- жителя Рис. П.26. Зависимости ((а) для гондолы нодозаборника водометного движителя с расстояния, равного ста радиусам торца конуса от этого сечения, площади сечений трубы вверх и вниз по потоку принимались постоянными. Число кввнтацни определялось по параметрам невозмущенного потока в поперечном сечении трубы, совпадающим с горцем конуса.
На рис. П.!8 приведены зависимости С (и), а на рис. П.!9 — 5(о) для ряда значений ао. На рис. П.20 даны зависимости длины каверны, отнесенной к радиусу трубы в сечении, совпадающем с торцем конуса Е/)с, от числа кавнтацни для ряда значении параметра аа. Из приведенных графиков видно, что увеличение конфузорности приводит к вытягиванию каверны вниз по потоку. На рис.
П.2! построены зависимости от числа кавнтации положении миделеного сечения каверны для ряда значений параметра аэ (л — рассгояниемиделя каверны от торца конуса; А †дли каверны). Из принеденных графиков видно, что мидель каверны с увеличенпем конфузорности трубы существенно смешается в сторону конуса.
Изменение параметра х в зависимости от и для трубы с постоянным радиусом (по=0) объясняется несимметричной кавнтационной схемой принятой прн расчетах (замыкание каверны на диск . а рис. П.22 — П.24 приведены результаты расчетов для нонфузорных н диффузорных труб с прямолинейной образующей, наклоненной к продольной оси симметрии на угол а= '4'. Коэффициент загрузки и число кавитацин в этом случае определялись способом аналогичным приведенному выше. Расчеты производились для двух значений поджатия (расширения), определяемого как отношение площадей цилиндрических частей трубы.
Пунктирные ливии на указанных выше рисунках соответствуют коэффициенту поджатия 2 5, а сплошные — ( — 43). Прн этом коэффициент загрузки сохраняется постоянным, равным /г=0,00!5. На рис. П.25 — П.27 приведены результаты расчетов кавитационного обтекания гондолы водозаборника водометиого движителя, выполненной в виде тела нращения, меридиональиое сечение которого представлено на рис. П.28.
Влияние на обтекание гондолы втекания воды в водозаборное отверстие нмитировалось помещением в это отверстие диска стоков. Расчеты производились для четырех значений параметра пв, равного отношению скорости втекания воды в водозаборник к скорости движения гондолы. На рис. П.25 приведена зависимость 5(о) для значений пз равных 0,5; 0,7; 0,85; 0,95. На рис. П.26 приведены зависимости Т(о), где 7 — величина равная отношению длины каверны к длине гондолы. На рис. П.27 даны зависимости величины 8 от числа кавнтации, где Б — площадь кольца, на которое замыкается каверна, отнесенная к квадрату радиуса мнделевого сечения гондолы.
Эта величина характеризует кавитационное сопрвтнпленне, возникающее 'на гондоле вследствие образования каверны. Как следует из приведенных данных при некоторых значениях параметров и и пв величина 5, а следовательно, и кавитационного сопротивления близка к нулю, что свидетельствует о принципиальной возможности создания водозаборников с малым кавитационным сопротивлением. УКАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ 1, Айылчиев А., Саламатов Д. С. К струйному обтеканию осесиммет- ричных тел вращения,— Материалы первой конференции молодых ученых АН Киргизской ССР, 1970, с. 28 — 32. 2, Айылчиев Ач Саламатов Д.
С. Применение метода вихревого слоя к решению задачи кавитационного обтекания плоского препятствия.— Труды Киргизского университета, 1974, вып. 9, с.' 14 — 19. 3. Александров К. В., Иванов А. Н„Миниович И. Я. Влияние формы входящей кромки крылового профиля на возникновение кавитации цри обте- кании профиля.
Симпозиум по физике акустико-гидродинамических явлений (!7 — 21 ноября 1975 г). Сборник докладов. М., Наука, 1975, с. 1! — !6. 4. Александров К. В. Струйное обтекание клиновидной стойки, пересе- кающей свободную поверхность,— Известия АН СССР, МЖГ, 1976, № 4, с. 140 — 143, 5, Александров К, В. Частичная кавитация произвольного профиля. Всесоюзная научно-техническая конференция по применению ЭВМ и числен- ных методов в гидромеханике судна, Л., Судостроение, 1977. 6. Амромин Э. Л., Иванов А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
