Стартовая >> Архив >> Генерация >> Закрученные потоки

Закрученные потоки

Оглавление
Закрученные потоки
Предисловие
Список обозначений
Характеристики закрученных потоков
Формирование закрученных течений
Основные эффекты закрутки
Теоретические методы
Проблемы моделирования поля течения
Осесимметричные закрученные течения
Неосесимметричные закрученные течения
Экспериментальные методы
Измерение температуры
Лазерный спекл-метод
Закрученные течения в технике
Поршневые двигатели
Газотурбинные двигатели
Топки, горелки, циклоны
Стабилизация пламени
Стабилизация пламени в однородной смеси
Спектр энергии турбулентных пульсаций
Влияние турбулентности на горение и скорость распространения пламени
Стабилизация пламени плохообтекаемым телом
Стабилизация пламени закруткой
Стабилизация пламени в камерах сгорания газотурбинных двигателей
Закрученные струи
Пламена в закрученных потоках
Вихревые явления и огневые смерчи
Характеристики турбулентности в закрученных течениях
Расчет слабозакрученных течений
Характерные особенности закрученных потоков
Рециркуляционные зоны
Размер и форма рециркуляционной зоны
Потеря устойчивости, распад вихри и прецессирующее вихревое ядро
Горение в закрученном потоке
Моделирование потоков в вихревых горелках
Пределы срыва и устойчивость пламени
Математическое моделирование потоков в вихревых горелках
Выбросы загрязняющих веществ
Промышленные топки и камеры сгорания с вихревыми горелками
Расчет сильнозакрученных струй
Расчет сильнозакрученных факелов
Проектирование вихревых горелок
Общие представления о циклонных сепараторах и камерах сгорания
Циклонные сепараторы
Циклонные камеры сгорания
Структура пламени в циклонной камере сгорания
Циклоны, циклонные камеры сгорания, образование рециркуляционного вихря
Расчет течения в циклонной камере
Труба Ранка-Хилша
Вихревые топки
Камеры сгорания газотурбинных двигателей
Шум, вызываемый неустойчивостью горения
Литература

Закрученные потоки
Гупта А. и др.
Закрученные потоки: Пер. с англ./Гупта А., Лилли Д., Сайред Н.— М.: Мир, 1987.  
Монография специалистов из Великобритании и США. в которой рассматриваются самые разные аспекты теории, моделирования, численных расчетов, экспериментальных методов исследования и практического применения закрученных потоков. Рассмотрено влияние закрученности потока на процессы горения, сепарации частиц в конкретных промышленных установках, предложены методы повышения эффективности работы устройств, полноты сгорания и устойчивости горения, эффективности сепарации и др. Изложены методы борьбы с шумом, возникающим при горении.
Для инженеров и специалистов в области гидродинамики, горения, контроля окружающей среды, а также для аспирантов и студентов старших курсов.

Предисловие редактора перевода

Закрученные потоки в связи с их многочисленными практическими приложениями представляют собой важный раздел современной гидро- и аэродинамики. Сложность этих течений стимулирует использование при их изучении самых современных методов исследования. Повсеместно осваиваемые методы численного моделирования, различные тонкие методы измерений, в том числе и бесконтактные, которые перестают быть достоянием отдельных исследовательских лабораторий и получают все более широкое распространение, позволяют надеяться на значительный прогресс в изучении и предсказании свойств и структуры сложных гидродинамических процессов, в том числе течении с закруткой. Данная книга в значительной мере учитывает эти возможности и достаточно полно отражает достижения в исследовании турбулентных течений с закруткой и горением. Авторы приводят многочисленные примеры современных экспериментальных исследований и численного моделирования рассматриваемых процессов.
В книге представлены самые разные темы и соответствующие экспериментальные результаты: от уникальных данных о «мгновенной» структуре сильнозакрученного течения с зоной рециркуляции и прецессирующим вихревым ядром до численного расчета трехмерного течения с горением с учетом кинетики в топках циклонного типа; от проблем шума и загрязнения окружающей среды до анализа образования вихревых структур в атмосфере; от камер сгорания газотурбинных авиационных двигателей и двигателей внутреннего сгорания до сепараторов пыли, топок и печей различного назначения. Представлены как большое количество схем различных технических устройств, в том числе решающих задачи экономичного и чистого горения (камеры сгорания ГТД, топки, циклоны, вихревые горелки), так и обширный материал численных расчетов, выполненных коллективами исследователей, разрабатывающих и реализующих различные методы численного моделирования газодинамических процессов.
Кроме закрутки имеется еще ряд факторов, которые осложняют рассмотрение течения: турбулентность, горение, необходимость учета кинетики и трехмерности. Кроме того, при наличии в закрученном потоке прецессии вихревого ядра течение нельзя считать стационарным (этот факт отмечен авторами книги, однако он не учитывается при численном моделировании) Приведено множество примеров численных расчетов и результатов сопоставления их с экспериментальными данными. Эти примеры показывают, насколько трудно моделировать указанные процессы. Хотя в отдельных случаях можно добиться удовлетворительных результатов, используя двухпараметрические модели турбулентности и полагая коэффициенты турбулентного переноса скалярными величинами, оказывается, что в случае закрученных течений проявляются такие особенности процесса турбулентного переноса, для описания которых в рамках градиентного механизма необходимо учитывать анизотропию характеристик переноса
Авторы показывают, что в значительном количестве случаев для описания процесса горения можно использовать различные модели: диффузионный факел, реактор интенсивного смешения или учитывать кинетические процессы с помощью «простой» или «расширенной кинетической схемы» Зельдовича. Однако при расчете образования вредных примесей, в частности окислов азота, этого, как правило, не достаточно. В книге приведены примеры расчетов со сложными схемами кинетических процессов, достаточно адекватно описывающими образование вредных примесей в продуктах сгорания.
Данная книга содержит большое количество фактического материала, результатов экспериментальных исследований течений  с закруткой, измерений турбулентных пульсаций, времени пребывания и других характеристик течения как при наличии горения, так и без него. Приведено множество примеров организации рабочего процесса в газотурбинных двигателях, двигателях внутреннего сгорания, топках и циклонах различных типов, позволяющей повысить экономичность и снизить вредные выбросы. Приведены также данные, характеризующие гидравлические потери и сопротивление в циклонах, эффективность сепараторов частиц.
При таком разнообразии тем и данных авторам было трудно избежать повторов и недостаточной полноты в изложении ряда важных вопросов. Однако обширная библиография компенсирует последний недостаток. В ней широко представлены зарубежные источники, имеется и значительное число ссылок на работы советских авторов. Тем не менее представляется целесообразным дополнить библиографию книги некоторыми работами отечественных авторов. Приведенный с этой целью в конце книги список дополнительной литературы не претендует на полноту. В нем указаны монографии и статьи, тематика которых отражает вопросы и проблемы, рассмотренные в данной книге: турбулентные закрученные струи и закрученные течения, модели турбулентности, теплообмен и перенос массы в закрученных потоках, процессы горения и устройства для организации горения, сепарация частиц, процессы генерации шума. Список дополнительной литературы начинается с библиографического указателя, изданного Институтом теплофизики СО АН СССР, в котором дана достаточно исчерпывающая подборка литературы по закрученным течениям за период 1969— 1974 гг. В списке дополнительной литературы помещены также ссылки на имеющиеся переводы книг зарубежных авторов и оригинальные статьи советских авторов, упомянутых в авторской библиографии.
Книга переведена коллективом специалистов: гл. 4 перевел канд. техн. наук В. И. Васильев; разд. 3.2, 3.3 гл. 3 и гл. 5 — Р. Н. Гизатуллин; предисловие, гл. 2 и 6 — канд. техн. наук А. А. Горбатко; гл. 1 и разд. 3.1, 3.4, 3 5 гл. 3 — канд. физ.-мат. наук В И. Расщупкии.
Москва,                                                                         
С. Ю. Крашенинников
март 1986 г.



 
« Дискуссия по поводу взрывобезопасности систем пылеприготовления   Защита генераторных цепей мощных энергоблоков от перенапряжений »
электрические сети