К задаче «Взаимодействие струи с потоком»

Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто

30% recurring commission
Выплаты в USDT
Вывод каждую неделю
Комиссия до 5 лет за каждого referral

Каждый студент самостоятельно составляет задание к своему варианту задачи. Для этого выбираются исходные данные:

- угол атаки 45º ≤ α ≤ 135º;

- комплекс выбирается в интервале 0,00145…0,08;

(проверяется расчетом, после выбранных ρо, ρн и ωо, ωн );

где ρо- струя; ρн – набегающий поток;

- турбулентность 0,07 ≤ а ≤ 0,08;

- коэффициенты Кs и S2 выбирают в соответствии с методикой;

- скорости: 10 ≤ ωн ≤ 40 м/с;

15 ≤ ωо ≤ 30 м/с;

- диаметр сопла струи Ro= 0,1…0,3 м.

Взаимодействие струи с потоком

Расчет взаимодействия струи с потоком – сложная задача.

Рассмотрим эмпирические соотношения, которые можно использовать для расчета движения турбулентных свободных струй в поперечном потоке.

Траектория струи, втекающей в поперечный сносящий поток под различными углами, зависит от соотношения кинетических энергий струи и потока, от диаметра струи и угла атаки.

Под траекторией струи понимают линию, проходящую через точки с максимальной скоростью. Температурная ось струи – линия, проходящая через точки с максимальной температурой.

Траектория круглой струи в поперечном потоке жидкости (эмпир. ф-ла Ю. В. Иванова).

(3.1)

где α – угол атаки 45º≤ α ≤ 135º

0,00145 ≤ ≤ 0,08

Струи промежуточных форм поперечного сечения (эллиптические, квадратные, кольцевые и т. п.) можно рассматривать как круглые (3.1), вводя эквивалентные диаметр Dэ .

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Для плоской струи (при > 30)

(3.2)

В формулах: ρD, ρH – плотность струи и набегающего газового потока; ωо, ωн – начальная скорость струи и скорость сносящего потока; во, D – ширина щели или диаметр сопла; Х – расстояние на траектории от среза сопла; ℓ - глубина проникновения струи в поток; Н – высота щели (плоского сопла)

	Ks
2,25
2,00
1,75
1,50	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	22	24	26	28	30	32	34

а=0,07+0,08

пл.

а=0,10+0,12

S/D

а=0,07+0,08

пл.

а=0,10+0,12

S/D

Зависимость Кs = f(S/D)

Дальнобойность – расстояние по нормали от плоскости устья сопла до плоскости, в которой ось струи совпадает с направлением сносящего потока.

Дальнобойность круглых струй (приближ.)

(3.3)

для плоских струй

(3.4)

Где К2= 1,2 при α = 90º; К2= 1,1 при α = 60º и 120 º, коэффициент а = 0,10÷0,12.

Задача

Рассчитать траекторию круглой осесимметричной струи, вытекающей из сопла диаметром 0,2 м со скоростью 10 м/с в восходящий поток, движущийся со скоростью 20 м/с.

Угол атаки струи 120º. Плотность струи и потока одинакова. Оценить дальнобойность струи для указанных условий. Как изменится траектория и дальнобойность, если значение скоростей потоков поменять местами.

Решение

Для расчета траектории используем формулу (3.1).

Получим при: ωо=10м/с и ωн=20м/с →h1= 0,1905 м.

ωо=20м/с и ωн=10м/с →h2= 0,762 м.

т. о. наиболее рациональный шаг для расчета траектории струи ∆х = 0,1м.

Результаты расчета представлены в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

ωо=10м/с ; ωн=20м/с; а = 0,08; D = 0,2; сtg 120º = -0, 577

х, м