Механізм формування торцевого ефекту в газових потоках вихрових камер

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorТурик, В. М.
dc.date.accessioned2020-05-19T11:20:45Z
dc.date.available2020-05-19T11:20:45Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenBackground. Aerothermodynamic structural features of limited swirling flows as a reserve for improving methods for the rational organization of mass, momentum and energy transfer processes in the working medium flows of technological and power plants, which include vortex chambers. Objective. Clarification of the physical model of the root cause of the so-called “end effect” in vortex chambers at subsonic speeds of the incoming stream. Methods. Based on preliminary visualization and hot-wire anemometric studies, an approximate theoretical analysis of the pressure and temperature distributions of the gas along the radius of the vortex chamber in the zone of the maximum angular momentum of the flow is carried out. Results. As shown by theoretical analysis, the flow structure in the area of the inlet nozzle of the vortex chamber causes a decrease in pressure near the axis of the cylindrical part of the chamber, which stimulates the corresponding outflow of gas from the side of the dead end. This leads to the formation of a powerful spiral vortex formation in the near-wall nozzle region of the chamber, a significant part of which is directed to the dead end of the chamber. Therefore, the reason for the phenomenon of separation of the incoming stream into the “passive” (end) and “active” (flowing) sections has been clarified. The temperature distribution obtained theoretically over the radius of the chamber explains the effect of thermal transformation in a limited swirling flow. Conclusions. An analytical and physical explanation of the root cause of the phenomenon of "end effect" is proposed taking into account the temperature factor. The mechanism of formation of the “end effect” should be used in the modern design of vortex apparatuses with improved mass, energy, and environmental indicators.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Аэротермодинамические особенности структуры ограниченных закрученных потоков как резерв совершенствования методов рациональной организации процессов переноса массы, импульса и энергии в потоках рабочих сред технологических и энергетических установок, в состав которых входят вихревые камеры. Цель исследования. Выяснение физической модели первопричины так называемого «торцевого эффекта» в вихревых камерах при дозвуковых скоростях входящего потока. Методика реализации. На основании предварительных визуализационных и термоанемометрических исследований проведен приближенный теоретический анализ распределений давления и температуры газа по радиусу вихревой камеры в зоне максимального момента импульса потока. Результаты исследования. Как показал теоретический анализ, структура потока в зоне расположения входного сопла вихревой камеры обусловливает уменьшение давления вблизи оси цилиндрической части камеры, что стимулирует соответствующий отток газа со стороны глухого торца. Это приводит к формированию в пристеночной сопловой области камеры мощного спиралеобразного вихревого образования, значительная часть которого направляется к глухому торцу камеры. Следовательно выяснена причина явления разделения входящего потока на «пассивную» (тупиковую) и «активную» (проточную) участки. Полученное теоретическим путем распределение температуры по радиусу камеры объясняет эффект термотрансформации в ограниченном закрученном потоке. Выводы. Предложено аналитическое и физическое объяснение первопричины явления «торцевого эффекта» с учетом температурного фактора. Механизм формирования «торцевого эффекта» следует использовать при современном проектировании вихревых аппаратов с улучшенными массогабаритными, энергетическими и экологическими показателями.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Аеротермодинамічні особливості структури обмежених закручених потоків як резерв удосконалення методів раціональної організації процесів переносу маси, імпульсу та енергії в потоках робочих середовищ технологічних і енергетичних установок, до складу яких входять вихрові камери. Мета дослідження. З’ясування фізичної моделі першопричини так званого «торцевого ефекту» у вихрових камерах при дозвукових швидкостях вхідного потоку. Методика реалізації. На підставі попередніх візуалізаційних і термоанемометричних досліджень проведено наближений теоретичний аналіз розподілів тиску й температури газу за радіусом вихрової камери в зоні максимального моменту імпульсу потоку. Результати дослідження. Згідно з теоретичним аналізом, структура потоку в зоні розташування вхідного сопла вихрової камери обумовлює зменшення тиску поблизу осі циліндричної частини камери, що стимулює відповідний відтік газу з боку глухого торця. Це спричиняє формування в пристінній сопловій області камери потужного спіралеподібноого вихрового утворення, значна частина якого спрямовується до глухого торця камери. Отже, з’ясована причина явища розділення вхідного потоку на «пасивну» (тупикову) та «активну» (проточну) ділянки. Отриманий теоретичним шляхом розподіл температури за радіусом камери пояснює ефект термотрансформації в обмеженому закрученому потоці. Висновки. Запропоновано аналітичне і фізичне пояснення першопричини явища «торцевого ефекту» з урахуванням температурного фактору. Механізм формування «торцевого ефекту» має бути використаним при сучасному проектуванні обладнання з покращеними масогабаритними, енергетичними та екологічними показниками.uk
dc.format.pagerangeP. 100-106uk
dc.identifier.citationТурик, В. М. Механізм формування торцевого ефекту в газових потоках вихрових камер / В. М. Турик // Mechanics and Advanced Technologies. – 2019. – №3 (87). – P. 100-106.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2521-1943.2019.87.190550
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/33637
dc.language.isoukuk
dc.publisherIgor Sikorsky Kyiv Polytechnic Instituteuk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceMechanics and Advanced Technologies, 2019, №3 (87)uk
dc.subjectвихрова камераuk
dc.subjectтермоанемометрuk
dc.subjectквазіпотенціальна течіяuk
dc.subjectвихрове ядроuk
dc.subjectторцевий ефектuk
dc.subjectтермотрансформаціяuk
dc.subjectvortex chamberuk
dc.subjecthot-wire anemometeruk
dc.subjectquasipotential flowuk
dc.subjectvortex coreuk
dc.subjectend effectuk
dc.subjectthermal transformationuk
dc.subjectвихровая камераuk
dc.subjectтермоанемометрuk
dc.subjectквазипотенциальное течениеuk
dc.subjectвихровое ядроuk
dc.subjectторцевой еффектuk
dc.subjectтермотрансформацияuk
dc.subject.udc532.527:533.6.01uk
dc.titleМеханізм формування торцевого ефекту в газових потоках вихрових камерuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
madt_2019-3_10.pdf
Розмір:
1.05 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.06 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Mechanics and Advanced Technologies, № 3 (87)