Вихревой эффект ранка

Часть 1
| 2
| 3
| 4

Измерения в закрученных потоках, текущих в циклонных аппаратах очистки промышленных газов, свидетельствуют о различии в температурах в ядре потока и на периферии. В основе этого феномена — вихревой эффект Ранка, обнаруженный еще в 30 - х годах XX века. Физическая причина возникновения эффекта Ранка заключается в перераспределении полной энергии во вращающихся потоках газа, при котором быстрые струйки оказываются обогащенными энергией за счет медленных.

Справедливо полагая течение в закрученном потоке газа адиабатическим, имеем возможность использовать выражение (2.64) для демонстрации зависимости поля скоростей и термодинамических температур в потоке. В закрученных потоках скорость v = v(r), и в начальный момент времени более быстрые струйки имеют более низкую термодинамическую темпе-

T0 =

- Т, T

v(r)⁰

Т0^ИСХ = Т^исх + ^(-f = con st.

² ^Cp

Неоднородность поля скоростей, таким образом, обусловливает неоднородность поля термодинамической температуры при постоянстве исходной температуры торможения, что вызывает перенос теплоты от более медленных струек к более быстрым. Распределение температур формируется также под влиянием диссипации части механической энергии потока в тепловую за счет сил внутреннего трения и неравномерности давления по сечению вихревого потока. В следующие моменты времени между слоями газа, движущимися с различными скоростями, происходит интенсивный обмен импульсом за счет турбулентных пульсаций — вращающийся поток существенно турбулизирован. Этот обмен, играющий определяющую роль в явлении в целом, приводит к практическому выравниванию термодинамической температуры по сечению камеры. Если предположить, что вращение является квазитвердым, (v(r) = ш r, ш _ const), то в начальный момент температура по сечению камеры определяется выражением

предыдущаяследующая

Гидроэнергетика

Учебник:

Полезные ссылки:

Лекции:

Вихревой эффект ранка