О закономерностях затопленных струйных течений

F. I. Lukhtura

doi:10.31498/2225-6733.30.2015.52173

Authors

F. I. Lukhtura State higher educational establishment "Priazovskyi state technical university", Mariupol, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.31498/2225-6733.30.2015.52173

Keywords:

nozzle, jet, flow, speed, ejection, additional mass

Abstract

The calculation technique of free jet flows parameters in quasi one-dimensional formulation – the most suitable for the solution of applied engineering problems has been submitted. The advantage of this technique is its- universality and possibility to use it for definition of both laminar and turbulent parameters definition (initial turbulence degree being different), subsonic and supersonic jet flows through nozzles of various configuration. The basic regularities and dependences of speed longitudinal attenuation of speed on additional mass and the shift layer thickness increase for axial-symmetric and flat jets assuming that: parameters in isobaric section are distributed uniformly; the transverse components of speed in the jet are neglected; the speed structure (profile) in the jet section obeys the Schlichtings ratio; the pressure in the jet behind the isobaric section in the supersonic jet is equal to the pressure in the surrounding medium. For jet streams the value of additional mass is important, as it is responsible for portable properties of jets and is the parameter that takes indirect account of turbulent viscosity. Practically complete agreement between the received relations for axial-symmetric and flat jets has been supported with experiments, including for supersonic off-design jets. The given procedure makes it possible to extend the theory of turbulent jets

Author Biography

F. I. Lukhtura, State higher educational establishment "Priazovskyi state technical university", Mariupol

Старший преподаватель

References

Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика / Г.Н Абрамович. – М. : Наука, 1969. – 824 с.

Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа / Л.Г. Лойцянский. – М. : Наука, 1970. – 904 с.

Механика жидкости и газа / С.И. Аверин, А.Н. Минаев, В.С. Швыдкий, Ю.Г. Ярошенко. – М. : Металлургия, 1987. – 304 с.

Lukhtura F.I. One-dimensional theory of off-design supersonic gas jets / F.I. Lukhtura // Fluid Dynamics, 1993. – V.28, № 1. – P. 35-40.

Капустин Е.А. Одномерная теория струй / Е.А. Капустин, Ф.И. Лухтура // Вісник Приазовського державного технічного університету. – 2001. – Вип. 11. – С. 243-249.

Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. Ч. 1 / Г.Н. Абрамович. – М. : Наука, 1991. – 600 с.

Абрамович Г.Н. Турбулентное смешение газовых струй / Г.Н. Абрамович. – М. : Наука, 1974. – 272 с.

Теория турбулентных струй / Под ред. Г.Н. Абрамовича. – М. : Наука, 1984. – 720 с.

Витце П.О. Падение скорости вдоль оси сжимаемой свободной струи / П.О. Витце // РТК. – 1974. – Т.12, № 4. – С. 3-5.

Witze P.O. A generalized theory for the turbulent mixing of axially symmetric compressible free jets / P.O. Witze // Fluid Mixing Joint Meet. Fluids Eng. Div. and Appl. Mech. Div., Atlanta, Ga, 1973. – N.Y., 1973. – P. 63-77.

Клайнштайн Г. Турбулентное перемешивание сжимаемых жидкостей при наличии пограничного слоя в осесимметричном случае / Г. Клайнштайн // РТК. – 1963. – Т.1, № 3. – С. 215-216.

Kleinstein G. An approximate solution for the axisymmetric jet of a laminar compressible fluid / G. Kleinstein // Quarterly of Applied Mathematics. – 1962. – V.20, № 1. – P. 49-54.

Kleinstein G. Mixing in turbulent axially symmetric free jets / G. Kleinstein // J. Spacecraft. – 1964. – V.1, № 4. – P. 403-408.

Lau J.C. Measurements in subsonic and supersonic free jets using a laser veloсimeter / J.C. Lau, P.J. Morris, M.J. Fisher // J. Fluid Mechanics. – 1979. – V.93, Pt.1. – P. 1-27.

Coherent large-scale structure in high Reynolds number supersonic jets / J. Lepicovsky, K.K. Ahuja, W.H. Brown, R.H. Burring // AIAA Journal. – 1987. – V.25, № 11. – P. 1419-1425.

Simonich J.C. Isolated and interacting round parallel heated jets / J.C. Simonich // AIAA Paper. – 1986. – № 281. – P. 11.

Broer L.J.F. Measurements on supersonic free jets / L.J.F. Broer, J.A. Rietdijk // Appl. Sci. Res., Sec.A. – 1960. – V.9, № 6. – P. 465-477.

Anderson A.R. Characteristics of free supersonic jets exhausting into quiescent air / A.R. Anderson, F.R. Johns // Jet Propulsion. – 1955. – V.25, № 1. – P. 13-15.

Glassman J. An unusual aerodynamic stagnation–temperature effect / J. Glassman, E.A. John // J. Aerospace Sci. – 1959. – V.26, № 6 – P. 387-389.

Pitkin E.T. Experimental mixing profiles of a Mach 2,6 free jet / E.T. Pitkin, J. Glassman // J. Aeronautical Sciences. – 1958. – V.24, № 12. – P. 41-43.

Lau J.C. Mach number and temperature effects on jets / J.C. Lau // AIAA Journal. – 1980. – V.18, № 6. – P. 609-610.

Голубев В.А. Исследование турбулентных затопленных струй газа различной плотности / В.А. Голубев, В.Ф. Климкин // ИФЖ. – 1978. – Т.34, № 3. – С. 493-499.

Голубев В.А. Расчет затопленных турбулентных струй газа различной плотности / В.А. Голубев // ИФЖ. – 1979. – Т.36, № 4. – С. 715-720.

Глазков В.В. О распространении турбулентных газовых струй в затопленном пространстве / В.В. Глазков, М.Д. Гусева, Б.А. Жестков // ИФЖ. – 1980. – Т.39, № 5. – С. 779-787.

Исследование турбулентной затопленной струи реального газа / Г.Н. Абрамович, В.И. Бакулев, И.С. Макаров, Б.Г. Худенко // Изв. АН СССР. МЖГ. – 1966. – № 1. – С. 154-158.

Исследование структуры турбулентных струй и факела с помощью лазерного анемометра / Т.И. Ершова, О.А. Кузнецов, В.И. Кукес, Л.П. Ярин // Теория и практика сжигания газа. – Л. : Недра, 1975. – Т.6. – С. 72-78.

Кирильцев В.Т. О взаимосвязи осредненных динамических и геометрических характеристик турбулентного осесимметричного струйного течения в спутном потоке / В.Т. Кирильцев // Изв. ВУЗов. Черная металлургия. – 1979. – № 1. – С. 135-139.

Ершин Ш.А. Исследование начального участка турбулентной струи сжимаемого газа / Ш.А. Ершин, З.Б. Сакипов // ЖТФ. – 1959. – Т.29, Вып. 1. – С. 51-60.

Lau J.C. Effects of exit Mach number and temperature on mean-flow and turbulence characteristics in round jets / J.C. Lau // J. Fluid Mechanics. – 1981. – V.105. – P. 193-218.

Голубев В.А. Расчет турбулентных струй газа / В.А. Голубев // ИФЖ. – 1982. – Т.42, № 3. – С. 395-402.

Капустин Е.А. Влияние формы торцовой поверхности сопла на параметры сверхзвуковых струй / Е.А. Капустин, И.А. Ленцов // Турбулентные струйные течения : Сб. науч. трудов. – Таллинн, 1985. – С. 197-201.

Капустин Е.А. Влияние внешней геометрии сопла на эжекционную способность сверхзвуковой струи / Е.А. Капустин, И.А. Ленцов, В.А. Серебряков // Турбулентные струйные течения: Сб. науч. трудов. – Таллинн, 1989. – С. 72-74.

Сивиркин В.Ф. Влияние сжимаемости на закономерности распространения турбулентных струй / В.Ф. Сивиркин // Изв. ВУЗов. Авиационная техника. – 1980. – № 3. – С. 90-95.

Ricou F.P. Measurements of entrainment by axisymmetrical turbulent jets / F.P. Ricou, D.B. Spalding // J. Fluid Mechanics. – 1961. – V.11, № 1. – P. 21-32