Дослідження закрученого потоку робочої рідини під час прохо-дження її через гідродинамічний кавітатор
DOI:
https://doi.org/10.31471/1993-9973-2020-1(74)-53-71Ключові слова:
явище кавітації; прецесуюче вихрове ядро; частота коливань; коливання швидкості; витрата рідини; уточнена залежність ступеня кручення рідиниАнотація
Розглядаються теоретичні дослідження використання закручених потоків із зворотними струменями і з розвиненим прецесуючим вихровим ядром у кавітаторах та інших пристроях. Під час опису руху вихрового ядра у вільному закрученому струмені рідини необхідно врахувати, що згідно з експериментальними даним, вихрове ядро може скручуватися по довжині струменю і здійснювати рух навколо осі струменя в зоні між областю зворотних потоків і приграничним зовнішнім шаром. Саме вихрове ядро в цьому випадку піддається впливу основного потоку, що обертається, при цьому необхідно врахувати, що, у зв'язку зі співмірними розмірами вихрового ядра і струменя, дія на нього буде неоднаковою через нерівномірний розподіл швидкостей в самому струмені. На основі відомих формул нами отримано уточнену теоретичну залежність ступеня кручення потоку від витрати рідини, частоти коливань вихрового ядра і конструктивних параметрів в умовах стійкості найзакрученішого потоку та свідчить про те, що ступінь кручення потоку прямопропорційний частоті коливань прецесуючого вихрового ядра і оберненопропорційний квадрату масової витрати рідини. Тобто забезпечення стійкості закрученого потоку при варіюванні витрати вимагає відповідної зміни ступеня кручення або впливу на частоту коливань прецесуючого вихрового ядра. На підставі отриманих теоретичних залежностей було розроблено і реалізовано в комп'ютерних програмах такі розрахунки: залежність коефіцієнта кручення потоку від частоти коливань вихрового ядра; моделювання процесії вихрового ядра в закрученому потоці; дослідження коливань швидкості в закрученому потоці; коливання швидкості при взаємодії закручених струменів.
Завантаження
Посилання
Ganiev R. F., Ukrainskij L. E., Ganiev R. F. Nelinejnaya volnovaya mehanika i tehnologiya. Volnovye i kolebatelnye yavleniya v osnove vysokih tehnologij. M.: Institut kompyuternyh issledovanij; Nauchno-izdatelskij centr «Regulyarnaya i haoticheskaya dinamika». 2011. 780 p. [in Russian].
Mishenko I. T., Ibragimov L. H. Razrabotka i vnedrenie tehnologii upravlyaemogo volnovogo vozdejstviya na prizabojnuyu zonu plasta. Aktualnye problemy sostoyaniya i razvitiya neftegazovogo kompleksa Rossii: tezisy dokladov nauchno-tehnicheskoj konferencii. M. 1994. P. 25-31. [in Russian].
Ibragimov L. H. Intensifikaciya dobychi nefti s primeneniem generatorov turbulentnyh struj i adiabatnyh dvuhfaznyh potokov. Neftepromys-lovoe delo. 1996. №6. P. 17–22. [in Russian].
Ivannikov V.I. , Ivannikov I.V. Kavitaciya i vozmozhnosti ee primeneniya pri burenii, osvoenii i ekspluatacii skvazhin. Stroitelstvo neftyanyh i gazovyh skvazhin na sushe i na more. 2002. No 12. P. 5 – 11. [in Russian].
Yaremijchuk R.S. Femiyak Ya.M., Yakimechko Ya.Ya. Rujnuvannya girskih porid pri kavitacijnomu burinni sverdlovin. Tezi naukovo-tehnichnoyi konferenciyi profesorsko-vikladackogo skladu IFNTUNG “Sekciya GNPF ta FNGP”. Ivano-Frankivsk. 1999. P. 111–112. [in Ukrainian].
Gurevich M.I. Teoriya struj idealnoj zhidkosti. M.: Nauka, 1979. 536 p. [in Russian].
Pernik A.D. Problemy kavitacii. L.: Sudostroenie, 1966. 439 p. [in Russian].
Epshtejn L.A. Metody teorii razmernosti i podobiya v zadachah gidrodinamiki sudov. L.: Sudostroenie, 1970. 206 p. [in Russian].
Ivchenko V.M. Nestacionarnye zadachi gidromehaniki superkavitiruyushih tel. Gidroaerodinamika nesushih poverhnostej. Kiev: Naukova dumka, 1966. P. 230-246. [in Russian].
Logvinovich G.V. Gidrodinamika techenij so svobodnymi granicami. Kiev: Nauk, dumka, 1969. 208 p. [in Russian].
Birkgof G. Matematicheskij analiz kavitacii. Neustanovivsheesya techenie vody s bolshimi skorostyami. M.: Nauka, 1973. P. 19-38. [in Russian].
Birkgof G., Sarantonello E. Strui, sledy, kaverny. M.: Mir, 1964. 457 p. [in Russian].
Rozhdestvenskij V.V. Kavitaciya. L.: Sudostroenie, 1977. 248 p. [in Russian].
Knepp R., Dejli Dzh., Hemmit F. M. Kavitaciya. M.: Mir, 1974. 678 p. [in Russian].
Dzhonson E. Eksperimentalnoe issledo-vanie kavitacionnyh techenij. Neustanovivsheesya techenie vody s bolshimi skorostyami. M.: Nauka, 1973. P. 59-84. [in Russian].
Fedotkin I.M., Nemchin A.F. Ispolzovanie kavitacii v tehnologicheskih processah. K.: Vishcha shkola, 1984. 68 p. [in Russian].
Vahitov G.G., Simkin E.M. Ispolzovanie fizicheskih polej dlya izvlecheniya nefti iz plastov. M.: Nedra. 1985. 231p. [in Russian]
Gupta A.,Lilli D., Sajred N. Zakruchennye potoki. M.: Mir, 1987. 588 p. [in Russian]
Teoriya turbulentnyh struj / [Abramovich G.N., Girshovich T.A., Krashennikov S.Yu. i dr.]. M.: Nauka, 1984. 717 p. [in Russian]
Zajcev O.N. Teoreticheskie issledovaniya ustojchivosti zakruchennyh potokov pri precessii vihrevogo yadra. Visnik ODABA. 2002. No 8. P. 68-71. [in Russian]
Zajcev O.N. Issledovanie precessii vihrevogo yadra v zakruchennom potoke gaza. Himiya, himicheskaya tehnologiya i ekologiya. 2002. No2. T. 2. P.43-46. [in Russian]
Zajcev O.N. Vliyanie stepeni krutki na ustojchivost struktury zakruchennogo potoka v teplogeneriruyushih ustanovkah. Upravlinnya efektivnim energovikoristannyam: materiali 5-oyi mizhnarodnoyi nauk.-prakt. konf., Odesa: Golovne upravl. ZhKGEE. 2003. P.73-75. [in Russian]
Antonov A.N., Kupcov V.M., Komarov V.V. Pulsacii davleniya pri strujnyh i otryvnyh techeniyah. M.: Mashinostroenie, 1990. 272 p. [in Russian]
.png)
