По мере продвижения вдоль трубы под действием турбулентной вязкости окружной момент импульса снижается по экспоненциальной зависимости. Это приводит к уменьшению минимального радиуса распространения свободного вихря, к снижению радиуса разделения вихрей г2 и к росту давления в приосевой области. Возрастание давления в приосевой области по мере удаления от соплового ввода к дросселю ВТ приводит к появлению осевого градиента давления в этой области, направленного от дросселя к сопловому вводу, то есть к отверстию диафрагмы. Высокая степень анизотропной турбулентности обеспечивает энергомассоперенос, в процессе которого турбулентные моли, перемещаясь с одной радиальной позиции на другую, совершают микрохолодильные циклы. По мере продвижения вдоль оси приосевые слои раскручиваются потенциальным вихрем так, что в сопловом сечении приосевой вихрь вращается по закону, близкому к твердотельномувращению, а в целом по сечению устанавливается составной вихрь Рэнкина. Таким образом, в камере происходит перераспределение полной энтальпии в основном за счет трех потоков энергии: 1.потока кинетической энергии, направленной от периферии к оси; 2. потока тепла, переносимого в процессе интенсивного турбулентного теплообмена, направление которого определяется характером распределения статической температуры по сечению трубы; 3. переноса энергии в форме тепла, совершаемого в результате реализации микрохолодильных циклов турбулентными молями при их перемещении в радиальном направлении в поле с высоким радиальным градиентом давления. Гипотеза взаимодействия вихрей не исключает наличия в камере источников и стоков энергии, отличающихся от перечисленных, но их вклад в процесс энергоразделения представляется незначительным. Состояние 45 |
34 обратную сторону и вращающийся по закону квазитвердого тела, то есть с постоянной угловой скоростью ^V^r^const. Радиус разделения вихрей гг всегда больше некоторого минимального радиуса rmin, величина которого для потенциального вихря определяется максимально достижимой скоростью при адиабатном течении V«ртах (1.3.1) * и скоростью истечения из сопла завихрителя УФГ= Уф maxrmin, откуда получаем формулу Г , \0-5 rmin _ГЛ*1 н 7 + 1 (1.3.2) Минимальный радиус свободного вихря зависит от коэффициента скорости Хф и физических свойств рабочего тела. Наличие интенсивно закрученного течения приводит к возникновению радиального градиента давления, величина которого в первом приближении может быть найдена из условия равновесия сил, воздействующих на элементарный объем газа в круговом потоке dP = K dr г (1.3.3) По мере продвижения вдоль трубы под действием турбулентной вязщ кости окружной момент импульса снижается по экспоненциальной зависимости. Это приводит к уменьшению минимального радиуса распространения свободного вихря, к снижению радиуса разделения вихрей Г2 и к росту 35 tr * давления в приосевой области. Возрастание давления в приосевой области по мере удаления от соплового ввода к дросселю ВТ приводит к появлению осевого градиента давления в этой области, направленного от дросселя к сопловому вводу, то есть к отверстию диафрагмы. Высокая степень анизотропной турбулентности обеспечивает энергомассоперенос, в процессе которого турбулентные моли, перемещаясь с одной радиальной позиции на другую, совершают микрохолодильные циклы. По мере продвижения вдоль оси приосевые слои раскручиваются потенциальным вихрем так, что в сопловом сечении приосевой вихрь вращается по закону, близкому к твердотельному вращению, а в целом по сечению устанавливается составной вихрь Рэнкина. Таким образом, в камере происходит перераспределение полной энтальпии в основном за счет трех потоков энергии: 1. потока кинетической энергии, направленной от периферии к оси; 2. потока тепла, переносимого в процессе интенсивного турбулентного теплообмена, направление которого определяется характером распределения статической температуры по сечению трубы; 3. переноса энергии в форме тепла, совершаемого в результате реализации микрохолодильных циклов турбулентными молями при их перемещении в радиальном направлении в поле с высоким радиальным градиентом давления. Гипотеза взаимодействия вихрей не исключает наличия в камере источников и стоков энергии, отличающихся от перечисленных, но их вклад в процесс энергоразделения представляется незначительным. Состояние равновесия наступает при достижении адиабатного распределения параметров в сопловом сечении вихревой трубы [52]. |