Турбулентные свободные струи
Число Рейнольдса Критическое значение числа Рейнольдса, при котором происходит переход от ламинарного движения к турбулентному, обозначают Reкр, оно зависит от ряда причин, а именно, от условий входа воздуха, шероховатости, наличия первоначальных возмущений, конвективных потоков и др. При движении в трубах Reкр=2300 Переход от ламинарного движения к турбулентному характеризуется изменением распределения скоростей в потоке. При турбулентном движении в большей части поперечного сечения потока скорости лишь незначительно меньше максимальной, но вблизи стенок в пределах пристенного подслоя величина скорости резко падает.
Число Рейнольдса Воздушные потоки различаются не только по характеру движения, но и по типу струй. В вентиляционной практике различают струи и ограниченные, изометрические и неизометрические. Свободными струями называются струи, не имеющие твердых стенок и распространяющиеся в воздушной среде. В противовес свободной ограниченная струя движется вдоль твердых частиц(потоки в трубах, выработках и т. д. ) Струя может быть и полуограниченной, когда твердые границы имеются только с отдельных сторон воздушного потока. Изометрическая струя имеет по всему объему одну температуру и не участвует в теплообмене с окружающей средой. Неизометрическая струя по пути движения нагревается или охлаждается.
Турбулентные свободные струи В зависимости от режима движения свободная струя может быть ламинарной и турбулентной. В вентиляционной практике, как правило, имеют дело с турбулентными воздушными струями, т. е. со струями, распространяющимися в пространстве с теми же физическими свойствами, что и вещество струи. Основной причиной образования свободных струй является инерция движущегося воздуха. Вследствие трения об окружающие слои воздуха в струе происходит изменение скоростей: на границе струи скорость равна скорости окружающего воздуха, в струе она может увеличиваться или уменьшаться. Если струя распространяется в неподвижном воздухе, то продольная составляющая скорости на ее границе равна нулю, а на оси скорость имеет максимальное значение. В месте срыва струи с увеличенных частиц внешней среды и заторможенных частиц струи.
Турбулентные свободные струи Процесс увеличения и торможения частиц по направлению течения струи продолжается, вследствие чего пограничный слой расширяется и происходит смыкание пограничных слоев в сечении. Таким образом, размеры струи по течению увеличиваются, масса ее растет, а скорость убывает. Струя, выходящая из отверстия, имеет криволинейные границы. Участок называется начальным, сечение – переходным, а участок и далее по движению струи – основным, который сплошь состоит из пограничного слоя. Точка пересечения границ струи называется полюсом струи. Граница свободной струи на основном участке представляет собой поверхность, образующая которой – прямая линия.
Турбулентные свободные струи Угол образующей с осью струи является углом ее раскрытия. Для плоской струи tg a = 2, 4 а; Для круглой tg a = 3, 4 a; Где а – коэффициент структуры струи. Чем больше коэффициент а, тем шире раскрывается струя и тем быстрее она затухает. Поскольку свободная струя представляет собой расширяющий поток, в нем существует продольная и поперечная составляющие скорости. Однако поперечная составляющая скорости настолько мала по сравнению с продольной, что ею в инженерных расчетах можно пренебречь. На начальном участке скорость на оси струи постоянна и равна начальной, а на основном участке по мере удаления по течению струи скорость непрерывно уменьшается.
Турбулентные свободные струи Особенностью свободных струй является равенство статических давлений в струе давлению во внешней среде. Свободная струя, распространяющаяся в идеальной жидкости, является бесконечной, т. е. количество движения в струе сохраняется постоянным.
Скачать презентацию Турбулентные свободные струи Число Рейнольдса Критическое значение
Турбулентные свободные струи.ppt