- •Вопросы к зачету по дисциплине «Современные модели турбулентных течений»
- •Пограничный слой. Уравнения пограничного слоя. Отрыв пограничного слоя от стенки.
- •Критерии отрыва пограничного слоя:
- •Течение в диффузоре. Назначение диффузоров. Постановка задачи о течении в диффузоре и методы решения .
- •Потери в диффузоре, отрыв потока от стенок. Расчет и эксперимент. Критерии оптимальности.
- •Газовый эжектор. Назначение газовых эжекторов. Постановка задачи о течении в газовом эжекторе и методы решения.
- •Особенности постановки задач для дозвуковых и сверхзвуковых режимов. Критерии оптимальности.
- •Импульсный эжектор. Характерные особенности импульсного эжектора (иэ).
- •Постановка задачи и методы расчета иэ. Характеристики иэ. Критерии оптимальности.
- •§ 1. Математическая модель течения газа в канале импульсного эжектора
- •§ 2. Параметры, управляющие процессом в импульсном эжектор
- •§ 3. Меры эффективности импульсного эжектора
- •Оптимизация характеристик иэ
- •Методы очистки газовых потоков от посторонних частиц и капель воды. Инерционные газоочистители (иг). Назначение иг. Постановка задачи о течении в каналах иг.
- •Уравнения движения газа в канале сложной геометрии. Методы решения. Критерии подобия
- •1. 2. Математическая модель течения газа в канале сложной геометрии.
- •Уравнения движения твердых частиц в газодинамическом потоке. Рикошет частиц от стенок канала. Методы решения. Критерии подобия. Критерии оптимальности иг. Теория и эксперимент.
- •1. 3. Математическая модель движения твердых частиц в потоке газа.
- •Таким образом, можно принять
- •1. 4. Законы рикошета частиц при столкновении со стенкой канала.
- •Течение в ступени центробежного насоса. Уравнения и методы решения. Сравнение эксперимента с численными результатами по интегральным характеристикам.
- •3. Решение систем уравнений, усредненных по Рейнольдсу.
§ 2. Параметры, управляющие процессом в импульсном эжектор
Рассмотрим систему параметров, определяющих течение в эжекторе с пульсирующей активной струей (рис. 3).
К таким параметрам относятся:
форма канала, по которому подается активный газ;
форма канала, по которому течет пассивный газ;
форма канала, по которому течет смесь активного и пассивного газов (назовем его эжекторным каналом - ЭК);
- давление и температура торможения активного газа;
- давление и температура торможения пассивного газа;
- давление на выходе из эжектора;
Тakt. - отрезок времени, в течение которого работает активная струя;
Tcikl - отрезок времени, определяющий период работы эжектора.
Интегральные характеристики, вычисленные за цикл, - расход активного газа , расход пассивного газа , импульс, коэффициент полезного действия и другие являются функциями перечисленных управлений.
Выпишем управляющие параметры этой задачи в безразмерном виде. Будем относить величины с размерностью давления к Р20, а с размерностью температуры – к Т20, в качестве единицы длины выберем длину l канала активного газа, в качестве единицы времени .
Будем считать, что форма канала эжектора состоит из трёх элементов (по аналогии с каналом стационарного эжектора): входной части L1 (до сечения x=0 на рис.3), цилиндрической камеры смешения L2 и конического диффузора L3, расширяющегося под заданным углом к оси. Форма канала активного газа может быть цилиндрической с постоянным диаметром, сужающейся конической или представлять собой сопло Лаваля.
Такое ограничение в выборе форм каналов ИЭ связано с тем, что задача оптимизации геометрии каналов при нестационарном течении в общем виде не решена и представляет большие трудности как теоретического, так и численного характера. Поэлементная оптимизация каналов, которая выполнена в этой работе, дает достижимый результат и соответствует имеющимся экспериментам.
Итак, безразмерными управляющими параметрами являются - относительная доля времени работы активной струи, - число Струхаля, - относительные длины элементов канала эжектора (i = 1, 2, 3; ), относительные поперечные сечения элементов канала эжектора и канала активного газа (i, k – соответствуют элементам указанных каналов).
В конкретных задачах каждое из перечисленных управлений может меняться в заданном диапазоне или быть фиксированным. Например, частота процесса (число Sh) может определяться возможностями прерывателя потока активного газа, температура и давление пассивного газа задаются параметрами скважины, размеры каналов должны укладываться в определенные габариты и т.д.
Для того, чтобы в данной работе не конкретизировать условия применения, будем считать управлениями все перечисленные величины и задавать диапазоны их применения.
§ 3. Меры эффективности импульсного эжектора
В качестве меры эффективности работы ИЭ могут рассматриваться следующие величины: коэффициент эжекции n = G2/G1, импульс струи на выходе из устройства, энергия потока в выходном сечении. Их отношения к некоторым начальным значениям на входе в эжектор представляют собой коэффициенты, характеризующие работу ИЭ.
Перечисленные величины представляют собой интегралы по времени и по площади соответствующих сечений за один период установившегося периодического режима, отнесенные ко времени цикла.