Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы 10
1.1. Основные особенности закрученных течений и задачи расчетных и экспериментальных исследований. 10
1.2. Экспершлентальное и теоретическое исследование однофазных закрученных течений II
1.2.1. Влияние величины закрутки и закона закрутки на структуру течения в каналах различной геометрии II
1.2.2. Влияние геометрических параметров на структуру течения в трубах, кольцевых каналах и диффузорах М
1.2.3. Вопрос о параметре закрутки 20
1.2.4. Влияние вязкости на поведение закрученного потока 23
1.2.5. Причина и природа возникновения возвратных течений в закрученном потоке 25
1.3. Экспериментальное и теоретическое исследование двухфазных закрученных течений 30
1.4. Выводы по обзору литературы и постановка задачи исследования , 39
Глава 2. Основные уравнения и метод решения 42
2.1. Модель среды и основные допущения 42
2.2. Характеристические свойства системы уравнений. 45
2.2.1. Непрерывная 46
2.2.2. Дискретная 53
2.2.3. Постановка граничных условий '58
2.2.4. Начальные условия 60
2.3. Метод расчета 61
2.3.1. Разностные уравнения 61
2.3.2. Построение расчетной сетки 64
2.4. Контрольно-методичесиие исследования 65
2.4.1. Тестовые задачи 65
2.4.2. Исследование точности решения 70
2.4. 3. Влияние излома верхней стенки расширяюще гося канала на распределение параметров идеальной несжимаемой жидкости 77
2.4.4. Влияние сглаживания выпуклого острого угла на структуру и распределение параметров. 83
2.4.5. Влияние геометрии выходной части канала на структуру и распределение параметров закрученного потока в расширяющемся канале. 86
2.4.6. Исследование постановки граничных условий на выходе из радиально-осевого канала. 89
Глава 3. Влияние геометрии расширяющегося канала на структуру и характеристики двухфазного закрученного потока 93
3.1. Структура однофазного потока в кольцевом канале ,.95
3.2. Влияние угла раскрытия внешнего обвода канала Т07
3.2.1. Структура потока 107
3.2.2. Распределение параметров двухфазного закрученного потока И4
3.2.3. Влияние угла раскрытия 3.2.3.1. Расходные характеристики 135 3.2.3.2. Энергетические характеристики,140 3.2.3 Влияние угла раскрытия oL± на интегральные характеристики двухфазного закрученного потока . 135 3.2.3.1. Расходные характеристики 135 3.2.3.2. Энергетические характеристики . 140 3.3. Влияние утла наклона внутреннего обвода канала . 147 3.3.1. Структура потока и распределение параметров . 147 3.3.2. Расходные и энергетические характеристики . 156 3.4. Влияние веерности канала 161 3.4.1. Структура потока и распределение параметров . 161 3.4.2. Расходные и энергетические характеристики . 169 3.5. Влияние изменения длины канала 173 3.5.1. Структура и распределение параметров Т73 3.5.2. Расходные и энергетические характеристики . 179 Глава 4. Течение одно- и двухфазного закрученного потока в радиально-осевых каналах 184 4.1. Течение однофазного закрученного потока 187 4.1.1. Влияние угла закрутки потока на входе на распределение параметров в радиально-осевом канале . 187 4.1.2. Влияние отношения давлении на распределение параметров в радиально-осевом канале . 195 4.1.3. Влияние степени радиаяьности канала на структуру и распределение параметров закрученного потока . 202 4.2. Течение одно- и двухфазного закрученного потока в радиально-осевом канале 208 Выводы 226 Список использованной литературы . Введение к работе
Закрученные одно- и двухфазные потоки широко применяются в различных областях современной техники: в теплотехнике, в химической технологии, в криодисперсной технике, в энергетике и т.д. Основой многих технических применений вращающихся потоков служит поле центробежных сил - это турбомашини, сепараторы, циклоны-пылеуловители, сулилки, камеры сгорания, вихревые ядерные реакторы и т.д. При изучении двухфазных закрученных потоков встает ряд задач, связанных с организацией закрутки потока, влиянием различных режимных и геометрических параметров, взаимодействием фаз и т.п., решение которых непосредственно связано с оптимизацией эксплуатационных характеристик различных технических устройств, не зависимо от их назначения. Экспериментальное исследование как однофазных, так и двухфазных закрученных потоков является сложной задачей: закрученный поток отличается пространственным характером течения, наличием продольных и поперечных градиентов параметров, возникновением возвратно-циркуляционных зон. Течение двухфазной среды сопровождается процессами взаимодействия фаз между собой и с твердыми поверхностями. Проведение экспериментального исследования закрученного течения двухфазной среды осложнено рядом обстоятельств, среди которых можно назвать, например, большое количество определяющих безразмерных параметров, затрудняющих перенос модельных испытании на натурные объекты и создание измерительной аппаратуры. В связи с изложенным, исследование структуры закрученных течений, их локальные и интегральные характеристики, полученные расчетно-теоретическим методом имеют важное значение. В работе рассматривается прямая задача о течении одно- и двухфазного закрученного потока в диффузорных (кольцевых расширяющихся ) и конфузорных (радиально-осевых) осесимметричных каналах, являющихся элементами проточных частей турбин. Двухфазная среда представляет собой газ с распределенными в нем частицами конденсированной фазы. Для описания течения двухфазной среды принята квазитрехмерная система уравнений, представляющая собой запись законов сохранения массы, энергии и импульса. Первая глава посвящена обзору результатов экспериментальных и расчетно-теоретических исследований одно- и двухфазных закрученных потоков в осесимметричных каналах. Рассмотрены основные задачи, возникающие при исследовании закрученных течений и современный взгляд на природу их особенностей. Сделан анализ результатов экспериментальных исследований влияния геометрических параметров каналов на структуру и характеристики однофазного закрученного потока. Рассмотрены силы, действующие на частицу в закрученном потоке газа. Обсуждены физические модели двухфазной среды и расчетно-теоретические методы, а также некоторые результаты численного исследования закрученного двухфазного потока. По результатам обзора литературы сформулированы задачи данной работы. Во второй главе приведена использованная в данной работе в рамках модели взаимопроникающих континуумов квазитрехмерная система уравнений, описывающая нестационарное течение двухфазного закрученного потока с учетом процессов теплового, массового и механического взаимодействия фаз. Проведено исследование характеристических свойств принятой системы уравнений. Уточнена постановка граничных условий для дискретной фазы. Построена разностная схема на основе метода С.К.Годунова для решения задачи о течении двухфазного закрученного потока в криволинейных осесимметричных каналах. Рассмотрены методические вопросы, связанные с анализом точности численного метода и уменьшением времени счета. Проведено расчетно-теоретическое исследование явлений, возникающих при обте - 9 кании вогнутых и выпуклых углов однофазным потоком и анализ постановки граничных условий на выходе из канала при дозвуковом течении. В третьей главе приведены результаты численного исследования влияния изменения геометрических параметров кольцевого расширяющегося канала: углов раскрытия внешнего и внутреннего обводов, веерности и длины канала на структуру, локальные и интегральные характеристики двухфазного закрученного потока. В четвертой главе при помощи разработанной программ для решения задачи о течении одно- и двухфазного закрученного потока в криволинейных осесимметричных каналах, проводится исследование течения закрученного одно- и двухфазного потока в радиально-осевых каналах в зависимости от величины интенсивности закрутки на входе, перепада давлений и степени радиальности канала. Рассматривается влияние дискретной фазы на структуру и распределение параметров среды в таких каналах. Основные положения диссертации, выдвигаемые на защиту: 1. Результаты численного исследования влияния изменения геометрических параметров кольцевого расширяющегося канала на структуру, локальные и интегральные характеристики двухфазного закрученного потока. 2. Результаты численного исследования течения одно- и двухфазного закрученного потока в радиально-осевых каналах. Работа выполнена в секторе теоретических исследований проблемной лаборатории турбомашин МЭИ в соответствии с планом НИР и является частью работ, направленных на исследование процессов в ЦНД турбин различного назначения. Руководителем работы является доктор технических наук, профессор Л.И.Селезнев, которому автор выражает глубокую благодарность. Автор также искренне благодарит за помощь в работе кандидата технических наук доцента Л.Я.Лазарева и инженера В.А.Фадеева. Под величиной закрутки будем подразумевать величину тангенциальной составляющей скорости во входном сечении канала у верхней стенки при данном угле закрутки в канале данной геометрии. Изменение структуры течения в зависимости от величины закрутки на входе в трубах, кольцевых каналах и диффузорах было рассмотрено экспериментально авторами /2,23,44,69,84,91,98/. При различных условиях задания закрутки на входе (при помощи лопаточного завихрителя, осевого пластинчатого завихрителя, тангенциального подвода рабочего тела в.трубу) по мере увеличения закрутки наблюдалось пять режимов течения, последовательно переходящих один в другой. Зти пять режимов состоят из трех основных и двух переходных типов течений. Первый режим - ламинарное вихревое течение, в котором линии тока и вихревые линии совпадают (рис.І.І.а). Второй режим - переходный - характеризуется тем, что в некотором сечении на оси появляется завихренность, и поток ниже этого сечения становится турбулентным (рис.1.16). Дальнейшее увеличение закрутки приводит к полностью турбулентному течению ( рисі. 1в). При четвертом режиме, переходном, вблизи оси канала появляется замкнутая зона возвратно-циркуляционного течения ( рис.І.1г). Наконец, при больших величинах закрутки потока во всей области течения наряду с внешним закрученным вихревым течением существует приосевое возвратное течение,( рис. І. Ід). В зависимости от закона закрутки потока на входе структура те-изучалась чения авторами /56,57,90,57/ в суживающихся соплах. При законе закрутки свободного вихря возвратное течение появлялось на оси сопла /56,57,27/, а при закрутке по закону твердого тела тороидально-рециркуляционная зона была обнаружена вблизи стенок канала /90/. Эти экспериментальные исследования подтверждают результаты расчет-но-теоретических исследований авторов / 62,63,68/. Согласно результатам экспериментов /17,44,73,83,84/ при средних значениях величины закрутки (рис.І.Ів) профили тангенциальных скоростей аналогичны классическому решению потенциального вихря с вязким ядром (за исключением зоны, лежащей вблизи и внутри пограничного слоя), внутри которого поведение потока близко к вращению по закону твердого тела. Исследование режима течения с развитой приосевой возвратной зоной показало, что внутри возвратной зоны поток вращается по закону, близкому к закону закрутки твердого тела, вращение внешнего потока напоминает вращение свободного вихря-/1,27,44,56,57,74/. Однако, при больших величинах закрутки на входе авторы /54,56,57,78/ отметили все большее отклонение от классических законов закрутки. Вращение потока внутри зоны возвратного течения было отмечено многими исследователями, но, если в экспериментах авторов /43,83/ наблюдалось противоположное направление вращения внутренненего и внешнего потоков, то исследования авторов /58,69/ обнаружили совпадение направлений вращения внутри возвратной зоны с направлением вращения внешнего потока. Последнее кажет-сяЬолее правдоподобьнм, т.к. изменение направления вращения потока может произойти, по-видимому, только в результате дополнительного внешнего воздействия /18/. Как показали экспериментальные исследования на структуру течения могут влиять изменения следующих геометрических параметров: см - угол наклона внешней стенки конического диффузора; кг. - угол наклона внутренней стенки конического диффузора; L - длина трубы или диффузора; наличие или отсутствие центрального тела и его диаметр. Влияние изменения угла наклона внешней стенки конического диффузора на структуру потока в зависимости от угла закрутки потока на входе исследовалось, например, в работе /98/ (под углом закрутки обычнфюдразумевается угол между вектором осевой составляющей скорости и вектором, равным сумме осевой и тангенциальной составляющих скорости /83/, угол установки направляющего аппарата равен 90-f). Угол раскрытия диффузора изменялся от (Т до 45, а угол установки лопаток от 0 до 90 . При течении не закрученного потока при о(/ 5по-являлся частичный, а при о({ 25полный отрыв потока и возникновение возвратного течения около внешних стенок диффузора. Для закрученного течения при начальном законе закрутки f = Const отрыв от стенок диффузора с увеличением угла закрутки смещался вниз по течению и существовал в диапазоне изменения угла раскрытия диффузора 5 45 для углов закрутки потока 0 f 40. При углах закрутки f 40 отрыв потока от внешних стенок отсутствовал несмотря на увеличение угла раскрытия внешнего обвода диффузора Жі . Одновременно с исчезновением отрыва периферийного с увеличением угла закрутки т появлялось приосевое возвратное течение, которое интенсифицировалось с увеличением угла раскрытия диффузора о(/ и увеличением угла закрутки -f . (Рис. 1.2,1.3). В работах /4,5,99/исследовалось влияние изменения угла внешней стенки расширяющегося канала и угла закрутки потока на входе на тороидально-рециркуляционную зону, возникающую в результате вне-запного расширения потока за угловой кромкой. В работах /4,5/ закручивание потока создавалось посредством хонейкомбов и сеток, закрепленных во вращающейся трубе. Автор/ 4/ установил, что с увеличением закрутки протяженность осесимметричной зоны отрыва вблизи стенок за угловой кромкой уменьшается, а при некотором значении за— крутки около оси канала появляется замкнутое возвратное течение. Автор работы /99/ проводил экспериментальные исследования в аналогичном канале, но закручивание потока создавалось при помощи лопаточного завигрителя. Угол закрутки и угол раскрытия канала составляли соответственно: "f г=0,45,60,70ио(/ =45,60,75 90! Вовсем ди-апазоне изменения к при f 45на оси потока наблюдалось возвратное течение . Протяженность тороидального отрыва у стенок канала при увеличении угла закрутки и уменьшении угла раскрытия канала уменьшалась, а при f =45и =45тороидальный отрыв исчез полностью. Дальнейшее увеличение угла закрутки до т =70"приводило к отсутствию тороидального отрыва даже при f\i =75? В настоящее время имеется большое количество работ, посвященных как экспериментальным, так и расчетно-теоретическим исследованиям течения двухфазной среды (см.,например, 7,25,49,64,67,70, 79,80). Экспериментальное исследование двухфазных течении представляет собой чрезвычайно сложную задачу прежде всего потому, что перенос модельных испытаний на натурные объекты осложнен большим числом определяющих безразмерных параметров, полученных, например, Л.И.Селезневым /25,67,80/. "Для выявления определяющих -критериев для каждой задачи должны быть проведены соответствующие эксперименты при переменном значении только лишь одного критерия и равенстве остальных"/25/. Практически это оказывается невозможным и обычно осуществляется лишь частичное моделирование. Выявление же влияния отдельных физических процессов (межйазное трение, тепломассообмен и т.д.) вообще не представляется возможным /25/. По этим причинам, а также вследствие еще более сложного физического процесса, экспериментаяьное исследование двухфазных закрученных потоков связано с большими трудностями. Немногочисленные имеющиеся экспериментальные работы посвящены исследованию взаимодействия жидкой пленки, возникающей при закрученном течении влажного пара по горизонтальным или вертикальным трубам с паром /75/, движению в трубах двухфазной среды, представляющей собой газ со взвешенными в нем твердыми частицами /94/ или капельками воды /14/. В результате экспериментальных исследований, проведенных на модели вихревой камеры с осевым лопаточным завихрителем (угол установки лопаток 12), авторами /14/ было выявлено, что течение закрученного газового потока является неустойчивым во всей зоне его контакта с жидкостью, профили скоростей газа отличаются большими радиальными и осевыми градиентами. Изменяя отношение плот -ностей Pt/ Р ( Р - плотность газа, Р - плотность жидкости) авторы /14/ оценивают величину центробежной силы, силы аэродинамического сопротивления, силы Жуковского и силы Магнуса, действующих на одиночную каплю в закрученном потоке газа, используя следующие уравнения: с2 f = — - центробежная сила; Fc - #с(с - Ю сшіа аэродинамического сопротивления; Л/ = 2(Pt/pynCK г - сила Жуковского; Р = 2т(Д//))-лСг- Ш - сила Магнуса. Здесь Cd , Cz - векторы скорости газа и капли; &Сг- разница скоростей газа и капли в направлении оси Z ; Ш - угловая скорость вращения капли вокруг собственной оси; о(с - коэффициент сопротивления; , - тангенциальная и осевая составляющие скорости; t - текущий радиус. В результате проведенной оценки сил, авторы /14/ приходят к выводу, что увеличение отношения Ji/Jl не влияет на величину центробежной силы, приводит к незначительному увеличению силы аэродинамического сопротивления и значительно большее влияние оказывает на силы Жуковского и Магнуса, которые при больших отношениях Р. /Р становятся соизмеримыми. Помимо перечисленных сил при нестационарном движении, когда частица ускоряется в жидкости, она испытывает действие дополнительных сил сопротивления. При Pej = dH(Cf - Сг)А? « I уравнение движения частицы в незакрученном течении, выведенное Ченом (см., например,70/ имеет вид: з Г J.C АС Здесь первый член есть сила, необходимая для ускорения частицы, второй - сила аэродинамического сопротивления Стокса, третий учитывает влияние градиента давления в жидкости, четвертый - до полнительная сила, связанная с относительным ускорением газа вок руг частицы, пятый член - силаБассе, обусловленная нестационар ным характером обтекания частицы и зависящая от предыстории дви жения частицы и окружающего ее газа. Преобразование уравнения Че на к виду: f dCz_ J8tif x).JdQji[db_ dcA ЦЯ /f) df 7r ... to позволяет оценить влияние этих сил на ускорение частицы. Видно, з что при- ; отношениях плотностей у&//0 40третий и четвертый члены уравнения пренебрежимо малы по сравнению с остальными. Силой Бассе можно пренебречь в случае JiJpe-iQ \t- 0. Экспериментальные исследования движения сферической частицы в вихревой камере /20/ показали, что в стационарном режиме частица отстает от несущего потока газа и интенсивно взаимодействует со стенками камеры, совершая многократные, более или менее периодически повторяющиеся удары о стенки. Трудность проведения экспериментальных исследований и сложность полного моделирования течений двухфазных сред обусловили создание расчетных методов их исследования. Физическое моделирование таких течений, корректная постановка задачи Коши представляют основные моменты для численного решения. Расчетно-теоретические исследования закрученных двухфазных потоков развиваются в двух направлениях; первое - это нахождение приближенных или точных решений о движении сферической частицы или капли во вращающемся потоке газа /3,20,28,53/, второе - это численное решение уравнений законов сохранения, записанных для двухфазной среды /в,15,79/. Отмеченное в работе /79/ рассогласование параметров газа (давления и осевой составляющей скорости) в окрестности угла излома внешней стенки канала, которое при измельчении расчетной сетки локализовалось и увеличивалось, вызвало желание поподробнее разобраться в причинах этого явления. Падение давлен ия при внезапном расширении потока (внезапное расширение трубы) или его внезапном повороте хорошо известно (см., например, 4,5,8,65) и получило название "потери при внезапном расширении". Вопрос,является ли, полученное в результате численного расчета течения идеальной жидкости, локальное падение давления в окрестности угла излома проявлением данного Физического явления или же оно есть следствие погрешности расчета, требует специального анализа. Методами теории функций комплексного переменного в /42,66/ было получено аналитическое решение задачи об обтекании угла безвихревым несжимаемым потоком жидкости. Решение представляет собой потенциал поля ,вектор поля и модуль вектора поля ф ( )1 ,являющийся модулем вектора скорости. Полученное решение можно применить для анализа распределения статического давления и абсолютной скорости в каналах с неплавным обводом стенок. Нахождение элементарных пределов функций модуля вектора ско рости и Функции давления позволяет получить качественную картину распределения этих параметров вдоль верхней w( рис.2. ID).,нижней Со (рис.2.Ы) ктавых. Как видно из рисунков, при обтекании выпук лого угла дозвуковым потоком безвихревой . жидкости име ет место локальное уменьшение давления и локальное увеличение мо дуля вектора скорости аналогичное наблюдаемым в эксперименте. Об текание вогнутого утла приводит к локальному уменьшению модуля скорости и локальному повышению давления в окрестности угла. Бо лее сильное локальное изменение параметров происходит при обтека нии выпуклого угла: призе- -О /ф (і ?)/- оо и Р—-оо , тогда как при обтекании вогнутого угла при X—0/ip (w)/- О и Р— Р0 . Следовательно, выпуклый угол оказывает гораздо большее влияние на искажение параметров при его обтекалии, чем угол вогнутый. Для выяснения поведения Функции модуля скорости и давления в зависимости от величины угла Ь удобно рассмотреть изменение Функции квадрата модуля скорости: в области отображения Z при X = 0 в интервале O Lf SJ . При возрастании у от О до 97 функция V возрастает от О до оо . Соответственно, Функция давления х = Jro "f V при измене нии Lj от О до 97 убывает от Р0 до-со # Пусть угол наклона = /30Г , где А I, йпусть J3/ = -= и л3 = -Ї- , где Ш и (в/ j3a ). График изменения Функции цр (и))\ при Х = 0 в зависимости от j-f приведен на рис.2.12. Из рисунка вид но, что при уменьшении угла c(t значение Функции приближает ся к постоянному значению, в данном случае равному I, а изменение вблизи точек излома становится все более локализованным в некоторой окрестности точки излома. Численное исследование незакрученного течения идеального газа в осерадиальном канале (рис.2.21) также показали, что обтекание выпуклых и вогнутых углов приводит к локальным изменениям параметров газа. На рис.2.22 представлено распределение статического давления вдоль верхнего и нижнего обводов канала. Поворот потока вдоль верхней стенки (обтекание выпуклого угла) приводит к локальному резкому уменьшению давления (кривая I), обтекание вогнутых-углов вдоль нижнего обвода канала влечет за собой локальные повышения давления (кривая 2). Эти данные качественно хорошо согласуются с экспериментальными результатами, полученными в работе /102/ для каналов аналогичной геометрии. Влияние дискретной фазы на распределение параметров непрерывной (Тазы, а также распределение параметров дискретной фазы при различных углах закрутки в зависимости от угла раскрытия внешнего обвода канала рассмотрим последовательно для каждой структуры. "При угле закрутки на входе "f = 55 распределение параметров пара и капель показано на рис.3.13 - 3.19. Расчеты показали, что капли крупного диаметра практически не влияют на распределение параметров непрерывной фазы. Взаимное влияние фаз обнаруживается при расчетах течения фвухфазной среды с каплями малого диаметра. Пове-дение іараметров дискретной фазы качественно совпадает с поведением параметров пара. При одной и той же объемной концентрации капель на входе, постоянном статическом давлении на выходе и постоянном давлении полного торможения затраты кинетической энергии пара на разгон капель (см.рис.3.16 - 3,18) приводят к повышению статического давления на входе при одном и том же к{ (рис.3.13,3.14) и понижению скорости пара. Это увеличение давления на входе тем больше, чем меньше ё\А .Увеличение угла раскрытия Ж способствует уменьшению рассогласования параметров пара и капель малого диаметра при одном и том же di ; осевые, тангенциальные и радиальные составляющие скорое сутствуют зоны возвратного течения, суживается. Можно предположить, что дальнейшее увеличение di приведет к тому, что не найдется такого угла закрутки "Р , при котором отсутствуют зоны возвратного течения. Описанный механизм возникновения периферийной зоны возвратного течения аналогичен описанию возникновения отрыва пограничного слоя при обтекании плавной стенки вязким потоком. Однако, если там возникновение отрыва объясняется потерями кинетической энергии на преодоление сил трения, то в нашем случае дополнительное торможение потока при диффузорном течении происходит вследствие "внезапного поворота". Таким образом, если для возникновения отрыва пограничного слоя необходимо взаимодействие "трех факторов: инерции потока, вязкого взаимодействия между смежными слоями жидкости и с твердой поверхностью, и направленного в сторону, противоположную движению, обратного перепада давления"/43/, то в нашем случае также имеют место три фактора, приведшие к возникновению периферийных возвратных течений: инерция потока, обратный перепад давления, направленный в сторону, противоположную движению, и уменьшение .; ;-_/.: кинетической энергии вследствие "внезапного расширения" канала. Введение в поток капель конденсата малого диаметра (2к =10мкм) в случаях больших углов закрутки ( -f =45?65) приводит к смеще-ниюграниц зон возвратного течения вниз по потоку, т.к. в этом случае затраты кинетической энергии пара на разгон капель способствуют повышению статического давления (рис.3.12,3.21 ). Введение в поток капель малого диаметра при угле закрутки потока на входе т = 25 смещает границу периферийной зоны возвратно. го течения навстречу потоку и вниз по сечению канала.(Рис.3.21), _ Что в условиях диФфузорного течения потока способствует продвижети капель все меньше количественно отличаются от соответствующих составляющих скорости пара (рис.3.IB - 3.18). Результатом этого является уменьшение массовой концентрации капель малого диаметра на выходе -из канала с увеличением угла Аі (рис.3.24, кривые 1,2,3). Тангенциальная и осевая скорости капель крупного диаметра намного меньше соответствующих скоростей пара (рис.3.IB - 3.18). Радиальная же составляющая скорости капель с 2« = ЮОмкм при d = 10 намного превышает соответствующую скорость пара и лишь npHo(/ = 4503Ta скорость, оставаясь все-таки больше радиальной скорости пара, оказывается с ней соизмеримой (рис.З.Г7). Такое изменение радиальной скорости капель крупного диаметра приводит к тому, что присО =10 происходит их полная сепарация, а с увеличением &г их сепарация уменьшается (рис.3.24, кривые 1,2,3 ). На рис.3.25 показано изменение углов закрутки потока по радиусу на входе в расширяющуюся часть канала. Увеличение с / привело к большей неравномерности потока по сечению: уменьшению вблизи верхнего обвода канала и увеличению т вблизи нижнего обвода. Введение в поток капель малого диаметра способствовало общему уменьшению углов закрутки по сечению. При угле закрутки т = 25 дляо(/ = 30 ; ,45 существует возвратное течение на выходе вблизи верхней стенки канала (рис.3.21). Введение в поток капель малого диаметра приводит к более сильному изменению параметров пара по сравнению с изменениями при т = 65, особенно на входном цилиндрическом участке канала.Основные особенности закрученных течений и задачи расчетных и экспериментальных исследований.
Экспериментальное и теоретическое исследование двухфазных закрученных течений
Влияние излома верхней стенки расширяюще гося канала на распределение параметров идеальной несжимаемой жидкости
Распределение параметров двухфазного закрученного потока
Похожие диссертации на Разработка и реализация численного метода расчета закрученных двухфазных потоков применительно к задачам течения в турбомашинах
