книги / Турбулентное смешение газовых струй

данных с результатами наших опытов, особенно, если

учесть, что в работе [75] зависимостьуи = / (а?) аппрокси­ мировалась прямой линией.

4. Зная геометрические характеристики течения, мож­ но найти координаты подобия для распределений кон­

центрации и компонентов
скорости.	На	рис. 4.20
даны профили продольной
составляющей		скорости	А	/
при w0 = 2,5 в координа­
тах подобия для «внутрен­			А	/
ней» (рис. 4.20, а) и «внеш­			А '
ней» (рис.	4.20, б) части
струи:			шо
			о-1,8
	У-Ущ		х-/,1
			---[76]
£ = 0,44 Уи-Ут			---[75]

- JL		о	5	*
ит		Рис. 4.19. Сопоставление резуль­
(иа —значение	скорости	татов определепия координаты
		половинного	значения	скорости
на оси струи, отрицатель-		п0 даниыи	Различных	опытов,

ноев зонеобратноготока).

Эти профили в координатах подобия хорошо аппрок­ симируются кривыми Шлихтинга [1], которые нанесены на рис. 4.20 сплошными линиями. Аналогичные резуль­ таты были получены и при других значениях начальной закрутки, а также и для распределений концентрации, для которых координатами подобия будут

•'т	=	*°= —	7-,
		т	а
!с= 0,44 '’с		!’т , <С= с/ст

Для профиля вращательной составляющей скорости найти такие координаты подобия, в которых профиль не трансформировался бы от сечения к сечению, не удалось. На рис. 4.21 изображены результаты соответствующих

измерений в различных поперечных сечениях струи при ш0 = 2,5 в виде зависимости величины w° = w/wm от относительной поперечной координаты r\w= y/ywm.

Рис. 4.20. Профили продольной скорости в координатах подобия при шо —2,5.

Рис. 4.21. Профили относительных значений вращательной ком­ поненты скорости при w0=2,5.

Профиль вращательной компоненты скорости транс­ формируется от менее наполненного 1 в исходном сече-

яии к более наполненному 2 в конце зоны возвратного течения. Профиль 1 полученосреднением результатов из­ мерений при различных закрутках в сечении х° —0,9; профиль 2 —теоретическая кривая распределения для слабой закрутки [841, котораяхорошо описываетпрофиль вращательной компоненты скорости влизи конца воны обратных токов и согласуется с известпыми резуль­ татами измерений [74—76].5

Рис. 4.22. Зависимость максимальных значений концентрации в поперечных сечениях струи от продольной координаты при разных закрутках.

5. Для полного описания осредненных характеристик исследованного течения остается привести результаты определения характерных значений газодинамических параметров в различных сечениях струи. Эти данные представлены в логарифмических координатах на рис. 4.22—4.24 в виде зависимостей величин ст, ит, wmот продольной координаты х° для разных значений закрут­ ки. Легко заметить, что, начиная с некоторого сечения, все зависимости характерных параметров течения явля­ ются практически универсальными и могут быть сведе­ ны к единой зависимости отнесением к соответствующему значению параметра в этом сечении. Для вращатель­ ной составляющей скорости wmвсе полученные зависи­ мости сводятся к единой, если отнести соответствующие

значения wm к начальной закрутке (это указывается также в работах [75, 76]).

Интересно отметить, что при постоянном расходе че­ рез форсунку с ростом интенсивности закрутки (при w0 > 1) максимальные значения продольной составляю­ щей скорости в поперечных сечениях струи возрастают.

Рис. 4.25. Зависимость относительных величин максимальной раз­ ности продольной скорости в поперечных сечениях струи от про­ дольной координаты.

Это связано с увеличением площади, занимаемой на срезе форсунки обратным током и соответствующим уменьше­ нием площади, через которую воздух вытекает из фор­ сунки.

Для полного описания течения необходимо привести данные об изменении продольной скорости иа и массо­ вой концентрации са по оси струи, которые использу­ ются при построении профилей скорости и концентрации

вкоординатах подобия (рис. 4,20).

§Г, И. Абрамович в Apj

На рис. 4.25 изображена зависимость параметра Дит от хв и w0, где

	Аит = ит —иа при		иа < О,
	Аит = ит	при	иа > 0.
На этой	же фигуре штриховыми лилиями				напесепы
результаты	измерений относительной величипы				провала
		скорости		иа оси струи
		впе зопы обратных токов:
		Аита = ит —иа. Видно,
		что	за зоной обратного то­
		ка происходит весьма ин­
		тенсивное		выравнивание
		профиля		скорости.

			ля	Выравнивание			профи­
				концентрации			иллю­
			стрирует рис. 4.26, на ко­
			тором дана эмпирическая
—L--------- ------------ J			зависимость			относитель-
			; ной	величипы		провала в
0	1	~и<*; профиле			концентрации
Рис. 4.26. Связь провала		Дс° п	Ас0 —(ст —ca)fcmот ско-
профиле концентрации с иптен-			рости (—иа)			возвратного
сивностыо	возвратного течения,		течения в		соответствую­

щей точке оси. В некото­ рых случаях можно пользоваться также приближенной зависимостью:

ст са 0,22 ( Ua)cm.

6. Закапчивая изложение материалов исследования осредненных характеристик струи, отметим следующее весьма важное обстоятельство. Анализ результатов из­ мерений компонент скорости показал, что течение в зак­ рученной струе с зоной обратного тока, возникновение которой связано только с вращением потока (как это было в опытах), достаточно полно характеризуется «уни­ версальным» параметром

Ф = àum