к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Диффузор в гидроаэромеханике

Диффузор в гидроаэромеханике - участок проточного канала (трубопровода), в к-ром происходит торможение потока жидкости или газа. Поперечное сечение Д. может быть круглым, прямоугольным, кольцевым, эллиптическим, а также несимметричным. По назначению и геом. форме Д.- устройство, обратное соплу. Вследствие падения ср. скорости v давление р в направлении течения растёт (см. Бернулли уравнение)и кинетич. энергия потока частично преобразуется в потенциальную. В отличие от сопла, преобразование энергии в Д. сопровождается заметным возрастанием энтропии и уменьшением полного давления. Разность полных давлений на входе и выходе Д. характеризует его гидравлич. сопротивление и наз. потерями. Потерянная часть кинетич. энергии потока затрачивается на образование и затухание вихрей, совершает работу против сил трения и необратимо переходит в теплоту.

Движение жидкости (газа) против возрастающего давления, т. е. существование положит. градиента давления в направлении течения,- осн. отличит. свойство Д., поэтому и др. виды течений жидкостей и газов, обладающие этим свойством, относят к "диффузорным течениям".

В случае несжимаемой жидкости, а также при дозвуковой скорости газа v₁ перед входом в Д. (v₁<a, где а - скорость звука) площадь поперечного сечения канала в силу неразрывности уравнения должна увеличиваться в направлении течения, поэтому дозвуковой Д. имеет форму расходящегося канала (рис. 1). При сверхзвуковой скорости перед входом в Д. (v₁>а) он имеет форму сходящегося или цилиндрич. канала, в к-ром после торможения ср. скорость становится дозвуковой. Дальнейшее торможение дозвуковой скорости осуществляется в расходящемся дозвуковом Д., присоединённом к сверхзвуковому (рис. 2).

Рис. 1. Дозвуковой диффузор круглого сечения: 1 - сечение перед входом в диффузор; 2 - сечение за диффузором; 3 - профиль скорости; 4 - возвратное течение; 5 - циркуляционное течение.

Вязкость оказывает решающее влияние на течение в Д. В пограничном слое скорость под действием вязкости быстро убывает, обращаясь в нуль на стенке Д. Кинетич. энергия в пограничном слое меньше, чем в остальной части потока, а статич. давление в данном поперечном сечении почти постоянно. T. к. ср. скорость по длине Д. падает, а давление растёт, то в сечении, расположенном на нек-ром расстоянии от входа в Д., кинетич. энергия потока вблизи стенки недостаточна для того, чтобы переместить жидкость или газ против сил давления, возрастающих в направлении потока. Вблизи этого сечения начинается отрыв потока от стенки и возникает возвратное течение. В результате вблизи стенки Д. образуются области циркуляц. движения (рис. 1). Поверхность раздела между оторвавшимся от стенки и основным потоками неустойчива, она периодически свёртывается в вихри, к-рые сносятся вниз по потоку. Место расположения отрыва в Д. зависит от толщины пограничного слоя, от величины положит. градиента давления, определяемого геом. формой Д., от профиля скорости и уровня турбулентности перед входом в Д.

Рис. 2. Сверхзвуковой диффузор прямоугольного сечения: 1 - сходящаяся часть; 2 - горловина (цилиндрический участок); 3 - расходящаяся часть.

В случае сверхзвуковой скорости перед входом в Д. торможение осуществляется в ударных волнах, взаимодействующих между собой и отражающихся от стенок Д. (пунктир на рис. 2). Давление в потоке, прошедшем через ударную волну, резко увеличивается, и под воздействием большого положит. градиента давления в местах отражения ударных волн от стенок может происходить отрыв пограничного слоя (штриховка на рис.

2). Потери полного давления при торможении сверхзвукового потока в Д. намного больше, чем при торможении дозвукового потока. Площадь горловины (наиб. узкого поперечного сечения) сверхзвукового Д. оказывает решающее воздействие на течение и потери в Д.

Д. применяются в технике и промышленности во всех случаях, когда необходимо затормозить поток жидкости или газа с наим. потерями. Они используются в газо-, нефте- и воздухопроводах, в гидравлич. магистралях, турбомашинах всех типов, в воздушно-реактивных двигателях, эжекторах, аэродинамических трубах, стендах для высотных испытаний ракетных двигателей и др.

Теория течения в Д. недостаточно разработана, его осн. характеристики и оптим. форму определяют на основании расчётов приближёнными методами, результатов эксперим. исследований и их теоретич. обобщения.

Литература по диффузорам в гидроаэромеханике

Абрамович Г. H., Прикладная газовая динамика, 4 изд., M., 1976;
Идельчик И. E., Гидравлические сопротивления, М,- Л., 1954;
Дейч M. E., 3арянкин A. E., Газодинамика диффузоров и выхлопных патрубков турбомашин, M., 1970.

С. Л. Вишневецкий

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира