+
Действующая цена700 499 руб.
Товаров:
На сумму:

Электронная библиотека диссертаций

Доставка любой диссертации в формате PDF и WORD за 499 руб. на e-mail - 20 мин. 800 000 наименований диссертаций и авторефератов. Все авторефераты диссертаций - БЕСПЛАТНО

Расширенный поиск

Экспериментальное исследование формирования нестационарных вихревых воронок

  • Автор:

    Штарёв, Александр Анатольевич

  • Шифр специальности:

    01.02.05

  • Научная степень:

    Кандидатская

  • Год защиты:

    2005

  • Место защиты:

    Москва

  • Количество страниц:

    95 с. : ил.

  • Стоимость:

    700 р.

    499 руб.

до окончания действия скидки
00
00
00
00
+
Наш сайт выгодно отличается тем что при покупке, кроме PDF версии Вы в подарок получаете работу преобразованную в WORD - документ и это предоставляет качественно другие возможности при работе с документом
Страницы оглавления работы

План:
Актуальность работы:
Цели работы:
Научная новизна:
Практическая ценность:
На защиту выносятся:
Апробация работы:
Структура диссертации:
1. Обзор литературы
1.1 Исследование параметров вихревых воронок
1.2 Причины возникновения вихревых воронок
2. Описание установки
2.1 Экспериментальная установка
2.2 Основной бак
2.3 Дно бака
2.4 Устройство для плавного смещения сливного отверстия
2.5 Съемка на видеокамеру
3. Методы измерении
3.1 Измерение скорости опускания столба жидкости
3.2 Измерение расхода жидкости
3.3 Измерение угловой скорости вращения жидкости
3.4 Измерение размеров объектов и расстояний между объектами в
наполненном жидкостью баке
4. Исследование основных причин возникновения вихревой воронки и измерение параметров концентрированного вихревого течения
4.1 Исследование влияния неустойчивости течения на возникновение
вихревой воронки
4.2 Исследование влияния вращения жидкости на возникновение
вихревой воронки
4.3 Исследование влияния симметрии граничных условий на
возникновение вихревой воронки
4.4 Измерение расхода жидкости
6 Анализ полученных результатов
6.1 Причины возникновения вихревой воронки
6.2 Исследование изменения расхода жидкости при образовании
вихревой воронки
7. Заключение
8. Список литературы

Актуальность работы
Истечение из предварительно заполненных жидкостью емкостей через сливные отверстия небольшого диаметра реализуется во многих бытовых и технических устройствах. В некоторых случаях истечение сопровождается образованием у сливных отверстий интенсивных вихревых течений с воздушным ядром, в ряде случаев проникающим в сливное отверстие. Формирование такого рода течений, именуемых в дальнейшем вихревыми воронками, может приводить к ряду технических проблем, препятствующих нормальному функционированию этих устройств (проникновение воздуха в трубопроводы, изменение характеристик потока и т.д.). Исследование причин возникновения позволит управлять появлением и ростом концентрированных вихревых течений, что особенно важно при проектировании и обслуживании таких технических устройств, как баки, трубопроводы, различные сливные устройства и т.д.
Последнее время появилось много работ, посвященных исследованию различных характеристик и свойств вихревых воронок. Как правило, исследуются различные характеристики стационарных вихревых воронок. Нестационарные вихревые воронки, образующиеся при истечении жидкости из предварительно заполненной ёмкости, изучены значительно меньше. Систематических экспериментальных исследований данного явления выполнено недостаточно для определения причин образования вихря в каждом конкретном случае. Кроме того, данный вопрос является частью более общей проблемы, которая может быть охарактеризована как определение условий формирования концентрированного вихревого течения в системах, изначально не содержащих таких вихревых течений. Здесь можно отметить вопрос об условиях возникновения таких атмосферных явлений, как тайфуны, торнадо и т.д.
Можно указать на несколько возможных причин возникновения вихревых воронок при истечении жидкостей из емкостей: действие сил Кориолиса, неустойчивость течения, асимметрия граничных условий и существование вращения в жидкости перед истечением. Из этих причин детально изученным можно считать воздействие сил Кориолиса, которые приводят к вращению только в

специальных условиях, не реализуемых обычно в бытовых и технических устройствах. Что касается трех остальных причин, то их влияние на возникновение вращения изучено недостаточно. Для того, чтобы изучить возможность возникновения вращения из-за влияния этих факторов, необходимы систематические экспериментальные исследования. Можно надеяться, что изучение условий возникновения концентрированного вихревого течения в конкретном течении поможет определить условия возникновения таких вихревых течений в других случаях.
Исходя из вышесказанного можно сформулировать цели работы:
1. Создание установки по изучению условий формирования вихревых воронок.
2. Исследование таких возможных причин возникновения вихревых воронок, как асимметрия граничных условий и существование вращения в жидкости перед истечением.
3. Изучение влияния вихревых воронок на истечение жидкости из предварительно заполненной ёмкости.
Научная новизна:
1. Проведено экспериментальное исследование таких условий возникновения вихревых воронок, как асимметрия граничных условий и существование вращения в жидкости перед истечением.
Заполнение емкости осуществлялось таким способом, что при открытии сливного отверстия непосредственно после заполнения ёмкости истечение происходило без формирования вихревой воронки в течении всего времени истечения. При создании в жидкости перед открытием сливного отверстия вращения с помощью погруженного в жидкость вращающегося в течении некоторого времени диска истечение происходило с образованием вихревой воронки. При исследовании асимметрии граничных условий было обнаружено, что расположение предметов, установленных внутри цилиндрического бака, при вытекании незакрученной жидкости не приводило к появлению вихревых воронок.
2.Исследовано влияние положения сливного отверстия на возникновение вихревой воронки при наличии в жидкости вращения. Обнаружено, что смещение

гладкую форму, а при возникновении воронки происходит сильное разбрызгивание струй.
4.3 Исследование влияния симметрии граничных условий на возникновение вихревой воронки.
В эксперименте проводилось исследование влияния на возникновение вихревой воронки различных цилиндрических и прямоугольных предметов, расположенных асимметрично по отношению к сливному отверстию. Предметы устанавливались на дно бака на различных расстояниях от сливного отверстия. Цилиндрические предметы имели следующие размеры: высота 200 мм, диаметр 70 мм; а прямоугольные предметы: высота 200 мм, длина стороны 70 мм. Фигуры расставлялись в различных положениях, так как указано на рис.4.3.1. Исследование проводилось в нестационарном режиме: бак наполнялся жидкостью и некоторое время отстаивался. Вытекание жидкости происходило через центральное отверстие и в некоторых экспериментах через боковое отверстие, смещенное на 100 мм относительно центра. Исследование показало, что во всех случаях, кроме рис.4.3.1.г, вытекание происходило без образования воронки, как при вытекании через центральное отверстие, так и через боковое отверстие. В самом конце вытекания в эксперименте, соответствующем рис.4.3.1.г образовалась небольшая воронка.
В следующем эксперименте предполагалось, что вихревая воронка может возникнуть под диском установленном в баке асимметрично по отношению к оси бака. Установка запускалась в стационарном и нестационарном режиме. Исследовалось вытекание незакрученной жидкости через боковое и центральное отверстия. В эксперименте изменяли высоту диска над дном. При нестационарном истечении изменяли высоту наполнения бака. Исследование показало, что установка асимметрично расположенного над сливным отверстием диска, как при центральном, так и при боковом положении сливного отверстия, не приводит к возникновению вихревой воронки. На рис.4.3.2, приведены схемы расположения диска по отношению к сливному отверстию.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

Время генерации: 0.141, запросов: 967