С.Л. Деменок, Л.И. Высоцкий, В.В. Медведев, С.М. Сивуха ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ В КАНАЛАХ Учебное пособие для вузов по направлению «Теплоэнергетика и теплотехника» СТРАТА Санкт-Петербург 2018 С.Л. ДЕМЕНОК, Л.И. ВЫСОЦКИЙ, В.В. МЕДВЕДЕВ, С.М. СИВУХА ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКОСТИ В КАНАЛАХ Учебное пособие для вузов СТРАТА Санкт-Петербург 2018 УДК 532.546:536.24 ББК 30.124:31.31 П64 Рецензенты: доктор технический наук, профессор А.И.Есин, кандидат технический наук, доцент Б.И.Юдин. <...> Книга будет полезна аспирантам и магистрантам при выполнении НПР и работе над магистерскими и кандидатскими диссертациями. <...> ПОЛУЧЕНИЕ ЛИНИЙ ТОКА НА ПРИБОРЕ ХИЛ-ШОУ . <...> Течение в диффузорах, конфузорах и каналах с волнообразными стенками . <...> Плоский потенциальный поток в канале с волнообразными стенками . <...> Осесимметричный потенциальный поток в канале с волнообразными стенками . <...> Плоский и осесимметричный потоки в канале с монотонно расходящимися и сходящимися границами . <...> Плоский и осесимметричный потоки в каналах с заданным распределением скоростей в их входных сечениях . <...> Течение потока охлаждающего воздуха в носовой части дефлекторной лопатки . <...> Наложение прямолинейно-поступательного потока на плоский источник . <...> В монографии в достаточной мере рассмотрены методы, используемые при решении задач о плоских и осесимметричных течениях в каналах с монотонно изменяющимися очертаниями стенок, проанализировано соотношение решений для плоских и осесимметричных задач. <...> Для исследователя важно сопоставить результаты найденного решения гидродинамической задачи со зримой картиной физического течения жидкости. <...> Авторы излагают основы методов визуализации потенциальных течений с помощью прибора Хил-Шоу и использования оптически активных жидкостей. <...> Книга будет полезна аспирантам и магистрантам при выполнении НПР и работе над магистерскими и кандидатскими диссертациями. <...> Теоретические особенности использования такой модели жидкости, в частности <...>
Потенциальные_течения_жидкости_в_каналах.pdf
УДК 532.546:536.24
ББК 30.124:31.31
П64
доктор технический наук, профессор А.И.Есин,
кандидат технический наук, доцент Б.И.Юдин.
Рецензенты:
Деменок С.Л., Высоцкий Л.И., Медведев В.В., Сивуха
С.М.
П64 Потенциальные течения жидкости в каналах: монография.
– СПб.: Страта, 2015. – 106 с.
ISBN 978-5-906150-22-6
В учебном пособии рассмотрены вопросы, связанные с
разработкой и применением моделей потенциальных течений в
каналах теплообменных и технологических устройств и аппаратов.
Приведены фотографии картин течения.
Учебное пособие предназначено для студентов при изучении
курсов "Механика жидкости и газа", "Гидрогазодинамика",
"Гидравлика" как в технических вузах, так и в классических
университетах. Будет интересно для специалистов, занимающихся
решением теоретических и прикладных задач по гидродинамике,
тепло- и массообмену. Книга будет полезна аспирантам и
магистрантам при выполнении НПР и работе над магистерскими и
кандидатскими диссертациями.
Ил. 43. Табл. 8. Библиогр.: 29 назв.
УДК 532.546:536.24
ББК 30.124:31.31
ISBN 978-5-906150-22-6
© С.Л.Деменок, 2015
© Л.И.Высоцкий,2015
© В.В.Медведев, 2015
© С.М.Сивуха, 2015
2
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ ........................................................................................... 5
ВВЕДЕНИЕ .................................................................................................... 7
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ......................................................11
2. ПОЛУЧЕНИЕ ЛИНИЙ ТОКА НА ПРИБОРЕ ХИЛ-ШОУ ...................17
3. ОПТИЧЕСКИ АКТИВНАЯ ЖИДКОСТЬ. ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА
ВИЗУАЛИЗАЦИИ .......................................................................................23
3.1. История вопроса ...............................................................................23
3.2. Выбор оптически активной жидкости ............................................25
3.3. Свойства водного раствора пентаксида ванадия ...........................27
3.4. Методика исследования картины движения жидкости .................28
3.5. Описание стенда по визуализации потоков и принципа его
работы .......................................................................................................32
3.6. Примеры визуализации потоков .....................................................37
4. ПРИМЕРЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МОДЕЛИ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО
ТЕЧЕНИЯ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ ............................................42
4.1. Течение в диффузорах, конфузорах и каналах с волнообразными
стенками ....................................................................................................42
4.1.1. Исходные уравнения и их решения .........................................42
4.1.2. Плоский потенциальный поток в канале с волнообразными
стенками ..............................................................................................43
4.1.3. Осесимметричный потенциальный поток в канале с
волнообразными стенками .................................................................49
4.1.4. Плоский и осесимметричный потоки в канале с монотонно
расходящимися и сходящимися границами .....................................53
4.1.5. Плоский и осесимметричный потоки в каналах с заданным
распределением скоростей в их входных сечениях .........................59
4.1.6. Связь между характеристиками плоского и
осесимметричного каналов ................................................................62
4.2. Течение потока охлаждающего воздуха в носовой части
дефлекторной лопатки ...............................................................................64
4.2.1. Постановка задачи ....................................................................64
4.2.2. Наложение прямолинейно-поступательного потока на
плоский источник ...............................................................................65
4.3. Течение пристенной струи, вытекающей в ограниченное
пространство..............................................................................................73
4.3.1. Постановка задачи ....................................................................73
2.3.2. Расчет границы плоской струи, вытекающей
в ограниченное пространство ............................................................74
4.4. Обтекание шаров и шаровых укладок в каналах ...........................86
3
Стр.4
4.5. Профилирование тройников и отводов .............................................. 89
4.6. Профилирование каналов первичных преобразователей расхода ...... 93
4.7. Профилирование подводящих и отводящих каналов ......................... 95
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......................................................................................... 101
Список литературы ................................................................................ 103
4
Стр.5