Спосіб управління турбулентним граничним шаром

1 Спосіб управління турбулентним граничним шаром (ТГШ), який включає створення набігаючим потоком системи стаціонарних вихорів (СВ), яка складається із ряду ланцюгів, сформованих із відокремлених один від одного дискретних СВ, при цьому кожен ланцюг генерують в вихровій канавці (ВК), а кожен із дискретних СВ ланцюга генерують у відповідному відсіку ВК, на які ВК розділені перегородками, орієнтованими вздовж набігаючого потоку, причому осі обертання усіх дискретних СВ одного ланцюга орієнтовані вздовж центральної поздовжньої осі ВК, а самі ВК відокремлені одна від одної розподільчими ребрами, причому ВК розміщені нижче твірної поверхні, яка обтається, і перпендикулярно до набігаючого потоку, відбір стаціонарними вихорами із ТГШ турбулентних структур подавления цих структур в стаціонарних вихорах, дію на механізм, структуру та режими течи кожного дискретного СВ силами в'язкості, створюваними поверхнею ВКта поверхнями перегородок, подавления турбулентних структур, які рухаються по ЗОВНІШНІЙ поверхні ребер, дією сил в'язкості, створюваними ЗОВНІШНІМИ поверхнями розподільчих ребер, який відрізняється тим, що турбулентні структури, відібрані стаціонарними вихорами із ТГШ, подрібнюють та подавляють додатковою дією на механізм, структуру і режим течи СВ системою елементів, сформованих у вигляді проникних для течи рідини циліндричних роторів з круговим поперечним перерізом, розміщених у відсіках ВК, причому всі ротори в кожному ВК насаджені на один вал, яким ці ротори обертають, а вісь вала спрямована вздовж центральної поздовжньої осі ВК, причому на течію СВ діють як інерційними силами, створюваними формою елементів, так і силами в'язкості, створюваними поверхнею елементів, і при цьому відсмоктують рідину із стаціонарних вихорів по всій довжині кожного дискретного СВ або з боку поверхні ВК, або з боку поверхні вала, або одночасно з обох цих боків, крім того поверхню ВК виконують ввігнутою по відношенню до її центральної поздовжньої осі, а діаметр ротора виконують таких розмірів, щоб він подавляв турбулентні структури у всьому об'ємі СВ за винятком пристінного шару, де ці структури подавляють силами в'язкості, створюваними поверхнею ВК, при цьому розміри ВК в поперечному перерізі збільшують у напрямку руху набігаючого потоку у міру зростання товщини ТГШ, крім того подавляють турбулентні структури, що рухаються по ЗОВНІШНІЙ поверхні розподільчих ребер, прискорюючи потік над цими поверхнями додатковою дією інерційними силами, які створюють формою ЗОВНІШНІХ поверхонь розподільчих ребер, виконаних з подвійною кривизною так, що їх передня частина виконана ввігнутою, а задня опуклою по відношенню до набігаючого потоку, при цьому ці поверхні з твірною поверхні, що обтається, співпадають тільки своїми задніми кромками, а передні кромки розміщені нижче твірної 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що рідину із дискретних СВ з боку поверхні ВК відсмоктують, як мінімум, через одну щілину, виконану в СТІНЦІ вихрової канавки по всій її довжині 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що рідину із дискретних СВ з боку поверхні вала відсмоктують роздільно через перфоровані по всій поверхні стінки валів, виконаних пустотілими 4 Спосіб управління за п і , який відрізняється тим, що гідродинамічні сили створюють сітками або струнами з круглим поперечним перерізом О о (О ю 52760 Винахід відноситься до галузі гідродинаміки, а також може бути використаний в теплотехніці та в ХІМІЧНІЙ промисловості і належить до способів зменшення гідродинамічного опору тіл, що рухаються в рідині чи газі, а також для зменшення гідродинамічного опору при рухові рідини і газу по трубах та каналах Відомий спосіб управління турбулентним граничним шаром (ТГШ) [1], який спрямований на зменшення гідродинамічного опору, поверхні, що обтікається, який містить створення та утримання чотирьох стаціонарних вихорів (СВ), які генеруються ВІДПОВІДНО у чотирьох вихрових канавках, розміри поперечного перерізу яких в напрямку потоку незмінні, причому вісь обертання кожного із СВ орієнтована вздовж центральної поздовжньої осі відповідної вихрової канавки (ВК) прямокутного поперечного перерізу, при цьому ВК розміщені перпендикулярно до набігаючого потоку нижче твірної поверхні, й відокремлені одна від одної розподільчими ребрами, а ЗОВНІШНІ поверхні розподільчих ребер співпадають із твірною поверхні, що обтікається, відбір стаціонарними вихорами із ТГШ турбулентних структур і подавления їх у стаціонарних вихорах, дію на механізм, структуру і режим течи СВ силами в'язкості, створюваними поверхнею ВК, які підтримують режим течи СВ, з малим рівнем турбулентних пульсацій, причому ВК виконують таких розмірів, щоб сили в'язкості при дії з боку поверхні ВК на течію СВ створювали у всьому об'ємі СВ режим течи з низьким рівнем турбулентних пульсацій, тобто режим з однорідною дрібномасштабною структурою течи в вихорі, яка не генерує збурень, що призводять до руйнування вихору В цьому випадку такий режим досягається спеціальним вибором параметрів ВК, що забезпечують ламінарний характер течи в ВК Причинами, які не дозволяють зменшити гідродинамічний опір поверхні, що обтікається, таким способом при розвиненому турбулентному режимі течи ТГШ є недостатня СТІЙКІСТЬ СВ, що зумовлює розвал СВ та регулярної структури пристінної течи при зростанні турбулентних пульсацій, пропорційних швидкості обтікання та числу Рейнольдса Недоліком цього способу також є виконання ВК прямокутними в поперечному перерізі, що призводить до генерації вторинних вихрових структур в кутках ВК, що вимагає зменшення розмірів ВК до таких, які забезпечують режим течи з низьким рівнем турбулентних пульсацій (в даному випадку ламінарний) А обмеження розмірів ВК в свою чергу зменшує область параметрів ТГШ, в якій ефективно діють СВ, тільки перехідною зоною ТГШ Найбільш близьким способом за своєю технічною суттю, який прийнятий за прототип, є спосіб управління ТГШ [2], спрямований на зменшення гідродинамічного опору поверхні, що обтікається, який містить створення набігаючим потоком системи СВ, яка складається із десяти ланцюгів, сформованих із відокремлених один від одного дискретних СВ, при цьому, ланцюги дискретних СВ генеруються у ряді із десяти вихрових канавок (ВК), прямокутної форми в поперечному перерізі, розміри поперечного перерізу яких в напрямі потоку незмінні, причому осі обертання усіх дискретних СВ одного ланцюга орієнтовані вздовж центральної поздовжньої осі ВК, розподілених перегородками, орієнтованими вздовж набігаючого потоку, на ВІДСІКИ однакової довжини, а самі вихорові канавки, відокремлені одна від одної розподільчими ребрами прямокутної форми, при чому ВК розміщені нижче твірної поверхні, що обтікається, і перпендикулярно до набігаючого потоку, а ЗОВНІШНІ поверхні розподільчих ребер співпадають із твірною поверхні, що обтікається, зменшення масштабу та інтенсивності турбулентних структур, які породжуються при обтіканні ВК прямокутної форми і виносяться із ВК в ТГШ, дією на ці структури силами в'язкості, створюваними ЗОВНІШНІМИ поверхнями розподільчих ребер, відбір стаціонарними вихорами із ТГШ турбулентних структур та подавления їх у стаціонарних вихорах, дію на механізм, структуру і режим течи СВ силами в'язкості, створюваними поверхнею ВКта поверхнями перегородок, при чому ВК виконуються з такими малими розмірами, при яких сили в'язкості формують у всьому об'ємі ВК течію з низьким рівнем турбулентних пульсацій Для з'ясування ефективності управління ТГШ шляхом генерації СВ у ВК прямокутної форми слід розглянути механізми, що впливають на структуру пристінної течи До таких механізмів течи, які впливають на ефективність СВ при їх управлінні процесами масо-енергопереносу поперек ТГШ відноситься прецесія центру СВ та утворення вторинних вихрових структур Такі структури утворюються в кутових областях канавки прямокутної форми Вони генеруються також в околі гострих кромок канавки, якщо центр стаціонарного вихору не співпадає з його рівноважним положенням в канавці Чим більше відхилення вихору від рівноважного положення, тим більший масштаб та інтенсивність генерованих вторинних вихорів і несиметрія течи в канавці Зростає також рівень пульсації швидкості і тиску Під час прецесії вихору в циркуляційній течи виникають конфузорнодифузорні ефекти Для кожного розміру ВК є своя критична швидкість циркуляційної течи (число ReeK" критичне) , при перевищенні якої втрачається СТІЙКІСТЬ СВ й здатність СВ до управління ТГШ При перевищенні швидкістю циркуляційної течи своєї критичної величини різко збільшується швидкість і амплітуда прецесії центру СВ При цьому збільшується масштаб та інтенсивність генерованих вторинних вихорів, зростає частота взаємних переходів конфузорної та дифузорної форм течи Внаслідок цього потік в канавці дестабілізується й турбулізується, із канавки в ТГШ імпульсне викидаються маси завихреної рідини, що додатково турбулізують течію в ТГШ При зменшенні розмірів ВК, коли число ReeK менше числа ReBK"критичного, сили в'язкості подавлюють інерційні сили пульсаційного руху у всьому об'ємі ВК ВІДПОВІДНО зменшуються швидкість прецесії, масштаб вторинних вихорів та конфузорно-дифузорні ефекти в циркуляційній течи, підвищується СТІЙКІСТЬ СВ та їх ефективність в управлінні ТГШ Головним механізмом, який впливає на ефективність СВ в управлінні ТГШ, є механізм подавления турбулентних та вихрових структур, відібра 52760 них СВ із ТГШ, дією створюваних сил в'язкості, що приводить до обмеження величини зсувних напружень та їх більш рівномірного розподілу в об'ємі ВК, а також до стабілізації СВ Величина зсувних напружень в об'ємі ВК залежить від масштабів і форми ВК та інших засобів розміщенних на стінках або в об'ємі ВК Зсувні напруження необхідної величини та ВІДПОВІДНИЙ рівень дисипації енергії у ВК прототипу створюються лише шляхом в'язкої взаємодії рідини, що циркулює в СВ, з поверхнею ВК Але масштаб турбулентних вихрових структур, які подавлюються в'язкістю обмежений областю малих чисел Рейнольдса, тобто в'язкість впливає лише на еволюцію вихорів дуже малих розмірів і інтенсивності Звідси випливають обмеження на розміри ВК, що використовуються в прототипі При збільшенні швидкості потоку зростають амплітуди прецесійних рухів СВ, а також масштаби ВІДПОВІДНИХ вторинних вихрових структур в ВК Обмежені можливості подавления цих структур, а також формування вторинних вихорів в кутках ВК прямокутної форми призводять до ВІДПОВІДНИХ обмежень на рівень турбулентних пульсацій в ТГШ над системою СВ, а значить і на рівень швидкості течи та інших характеристик потоку, тобто істотно зменшують область ефективної дії такого способу управління ТГШ Аналіз механізмів обтікання ВК прямокутної форми окреслює недоліки способу управління ТГШ, який реалізується прототипом До недоліків прототипу відносяться обмеження розмірів ВК такими розмірами, які необхідні для забезпечення режиму течи СВ з низьким рівнем турбулентності, а це призводить до обмеження області ефективного управління тільки перехідною зоною ТГШ Недоліком способу є створення СВ в ВК прямокутної форми Така форма ВК не дозволяє, створеним поверхнею ВК, силам в'язкості діяти на механізм, структуру й режим течи СВ безпосередньо з боку всієї поверхні ВКтому, що в кутках ВК генеруються вторинні вихорові структури Тому сили в'язкості створені частиною поверхні ВК, яка взаємодіє з цими структурами, діють не безпосередньо на СВ, а на ці вихорові структури Такий механізм дм сил в'язкості, створюваних поверхнею ВК прямокутної форми, зменшує загальну величину дії цих сил, спрямованої на подавления відібраних із ТГШ турбулентних структур Окрім того, недоліком цього способу є значне збільшення турбулізації ТГШ, а також збільшення гідродинамічного опору поверхні з системою ВК при його застосуванні в областях ТГШ з розвиненим турбулентним режимом Це відбувається через втрату СТІЙКОСТІ СВ і розвал СВ, які обумовлені різким збільшенням інтенсивності прецесійних рухів СВ в ВК, конфузорнодифузорних явищ втечи СВ під впливом ЗОВНІШНІХ збурень, які діють на СВ із ТГШ і вторинних вихорів, які утворюються в кутових областях і пов'язані з прямокутною формою ВК В основу винаходу поставлено задачу удосконалення способу управління ТГШ, спрямованого на зменшення гідродинамічного опору поверхні, що обтається, системою СВ при розвиненому турбулентному режимі обтікання поверхні, шляхом зменшення масо-енергообміну в ТГШ, через збільшення величини відбору СВ турбулентної енер 6 ги із ТГШ й прискорення м дисипації в цих вихорах, підвищення СТІЙКОСТІ СВ до руйнування їх вихровими та турбулентними збуреннями й усунення масо-енерговикидів із СВ в ТГШ шляхом зменшення конфузорно-дифузорних переходів втечи СВ Технічний результат досягається тим, що у відомому способі управління ТГШ, який містить створення набігаючим потоком системи стаціонарних вихорів, яка складається із ряду ланцюгів, сформованих із відокремлених один від одного дискретних СВ, а ланцюги дискретних СВ генеруються у вихрових канавках, розподілених перегородками, орієнтованими вздовж набігаючого потоку, при цьому самі вихорові канавки відокремлені одна від одної розподільчими ребрами, а ВК розміщені нижче твірної поверхні, яка обтається, і перпендикулярно до набігаючого потоку, причому осі обертання усіх дискретних СВ одного ланцюга орієнтовані вздовж центральної поздовжньої осі вихрової канавки, відбір стаціонарними вихорами із ТГШ турбулентних структур, подавления їх та дисипацію турбулентної енергії в стаціонарних вихорах, дію на механізм, структуру та режим течи кожного дискретного СВ гідродинамічними силами, реалізованими силами в'язкості, створюваними поверхнею ВК та поверхнями перегородок, подавления турбулентних структур в пристінному потоці над розподільчими ребрами дією на них силами в'язкості, створюваними ЗОВНІШНІМИ поверхнями розподільчих ребер, згідно винаходу турбулентні структури відібрані стаціонарними вихорами із ТГШ, подрібнюють та подавляють додатковою дією на механізм, структуру та режим течи СВ системою елементів, сформованих у вигляді циліндричних роторів з круговим поперечним перерізом, розміщених у відсіках ВК, при цьому всі ротори в кожному ВК насажені на один вал, яким ці ротори обертають, а вісь вала спрямована вздовж центральної поздовжньої осі ВК, при чому на течію СВ діють як інерційними силами, створюваними формою елементів, так і силами в'язкості, створюваними поверхнею цих елементів, при цьому відсмоктують рідину із стаціонарних вихорів, по всій довжині кожного дискретного СВ або з боку поверхні ВК, або з боку поверхні вала, або одночасно з обох сторін, крім того виконують поверхню ВК ввігнутою по відношенню до м центральної поздовжньої осі, а діаметр ротора виконують таких розмірів, щоб він подавляв турбулентні структури у всьому об'ємі СВ за винятком пристінного шару, де ці структури подавляють силами в'язкості, створюваними поверхнею ВК, при цьому розміри ВК в поперечному перерізі збільшують у напрямку набігаючого потоку, пропорційно зростанню товщини ТГШ, крім того подавляють турбулентні структури, що рухаються по ЗОВНІШНІЙ поверхні розподільчих ребер, прискорюючи потік над цими поверхнями, додатковою дією на них інерційними силами, створюваними формою ЗОВНІШНІХ поверхонь розподільчих ребер, виконаних з подвійною кривизною так, що їх передня частина виконана ввігнутою, а задня - опуклою по відношенню до набігаючого потоку, при цьому торцеві поверхні з твірної поверхні, що обтається, співпадають тільки своїми задніми кромками, а передні кромки розміщені нижче твірної 52760 В окремому випадку спосіб відрізняється тим, що рідину із дискретних СВ з боку поверхні ВК відсмоктують, як мінімум, через одну щілину, виконану в СТІНЦІ вихрової канавки, наприклад в нижній частині ВК по всій її довжині В окремому випадку спосіб відрізняється тим, що рідину із дискретних СВ з боку поверхні валу відсмоктують розподільне через перфоровану по всій поверхні, стінку вала, виконаного пустотілим В окремому випадку здійснення способу, відрізняється тим, що гідродинамічні сили, створюють елементами, виконаними сітками або струнами кругового поперечного перерізу При обтіканні поверхні турбулентним потоком в'язкої рідини на ній утворюється турбулентний граничний шар, породження турбулентності в якому визначається в'язкою взаємодією рідини з цією поверхнею Структура течи в ТГШ залежить від механізму породження цієї турбулентності і визначається розмірами і інтенсивністю турбулентних структур та їх розміщенням поперек ТГШ Гідродинамічний опір поверхні, що обтається турбулентним потоком визначається величиною турбулентного масо-енергообміну поперек ТГШ В свою чергу величина масо-енергообміну залежить від механізму, структури та режиму течи ТГШ Спосіб управління турбулентним граничним шаром, який пропонується, спрямований на зменшення гідродинамічного опору в області розвиненого турбулентного режиму обтікання поверхні шляхом зменшення масо-енергообміну в поперечному напрямі ТГШ за рахунок генерації СВ, збільшення величини відбору СВ турбулентної енергії із ТГШ, збільшення величини турбулентної енергії, яку дисипують в СВ і прискорення її дисипації в цих вихорах, підвищення СТІЙКОСТІ СВ до руйнування їх вихоровими та турбулентними збуреннями і усунення масо-енерговикидів із СВ в ТГШ завдяки зменшенню прецесійних рухів СВ та конфузорно-дифузорних явищ в циркуляційній течи в ВК Зменшення масо-енергообміну поперек ТГШ за рахунок збільшення величини відбору СВ турбулентної енергії із ТГШ в заявлюваному способі забезпечують за рахунок збільшення розмірів ВК, в яких генерують СВ, при цьому розміри ВК збільшують у напрямку набігаючого потоку пропорційно збільшенню товщини ТГШ Чим більші розміри ВК, тим з більш віддалених від поверхні, що обтається, і більш турбулізованих ЗОВНІШНІХ прошарків ТГШ, за рахунок передачі турбулентної енергії поперек ТГШ, відбувається відбір турбулентної енергії Відбір енергії із пристінних прошарків ТГШ відбувається шляхом спрямування у ВК турбулізованої рідини цих прошарків і затягування її у циркуляційну течію СВ шляхом обертання ротора з круговим поперечним перерізом, виконаного з об'ємно розміщених елементів в вигляді проникного для течи рідини циліндра, та відсмоктування рідини із СВ Збільшення розмірів ВК забезпечується тим, що на механізм, структуру і режим течи СВ одночасно із дією силами в'язкості, породжуваними поверхнею ВК та перегородок додатково діють відсмоктуванням рідини та гідродинамічними силами, реалізованими як силами в'язкості, створюваними поверхнею так і 8 інерційними силами, створюваними формою просторово розміщених елементів, сформованими у вигляді циліндричного ротора, проникного для течи рідини, посадженого на вал, який обертають, вісь якого спрямована вздовж центральної поздовжньої осі ВК За рахунок цього при збільшенні СВ, пропорційно збільшенню розмірів ВК, підвищується СТІЙКІСТЬ СВ до руйнування їх вихровими та турбулентними збуреннями і зменшуються масоенерговикиди із СВ в ТГШ завдяки зменшенню конфузорно-дифузорних явищ в циркуляційній течи в ВК, при цьому діаметр ротора виконують таких розмірів, щоб він подавляв турбулентні структури у всьому об'ємі СВ за винятком пристінного шару, де ці структури подавляють силами в'язкості, створюваними поверхнею ВК Дія розподілених в об'ємі ротора елементів базується на розбиванні великих вихрових структур, які затягуються в СВ із ЗОВНІШНІХ прошарків ТГШ на дрібні, що швидко подавляються й згасають завдяки в'язкій дисипації і припиняють своє існування Ефективне вирівнювання поля швидкості та формування в кожній ВК єдиного стійкого до збурень СВ здійснюється елементами, що складають проникний ротор Під ДІЄЮ гідродинамічних сил, породжуваних цими елементами, в першу чергу руйнуються і подавлюються турбулентні утворення, відібрані СВ із ТГШ /3, 4, 5/, а з іншого боку обертанням проникного ротора підтримується СТІЙКІСТЬ СВ При цьому, зменшуються градієнти конфузорно-дифузорних переходів в циркуляційній течи в ВК, усереднюється швидкість течи в СВ, зменшуються масо-енерговикиди із СВ в ТГШ і ВІДПОВІДНО зменшується додаткова турбулізація ТГШ Зменшення масо-енергообміну поперек ТГШ забезпечується збільшенням величини відбору СВ турбулентної енергії із ТГШ та збільшенням величини турбулентної енергії, яку дисипують у СВ Збільшення дисипації турбулентної енергії та прискорення дисипації так само, як і збільшення відбору турбулентної енергії із ТГШ, забезпечується як за рахунок збільшення розмірів ВК, так і за рахунок дії на турбулентні структури відібрані СВ розподіленими в просторі ВК гідродинамічними силами, створюваними системою елементів сформованих в циліндричний ротор з круговим поперечним перерізом та відсмоктуванням рідини із СВ Те що на течію СВ одночасно з дією сил в'язкості з боку поверхні ВК, діють гідродинамічними силами розподіленими в об'ємі ВК, створюваними ротором, проникненим для течи рідини, та відсмоктують рідину із стаціонарного вихору, можливо збільшити розміри ВК до необхідних Це є принциповою перевагою над способом управління ТГШ, реалізованим у прототипі, в якому розміри ВК обмежені умовою створення стійкого режиму течи у всьому об'ємі СВ за рахунок дії на течію гідродинамічних сил в'язкості ТІЛЬКИ З боку поверхні ВКта перегородок За рахунок того, що на турбулентні структури, що породжують пульсації, діють одночасно силами в'язкості, створеними поверхнею, і інерційними силами створюваними формою елементів, сформованими в ротор, прискорюється дисипація турбулентної енергії в СВ Перевагою використання гідродинамічних сил, створюваних системою елементів полягає у тому, 52760 10 тому сили вязкості, створені частиною поверхні ВК, яка взаємодіє з цими вихровими структурами діють не безпосередньо на СВ, а на вихорові структури в кутках ВК Розміри ВК в поперечному перерізі збільшують в напрямку руху набігаючого потоку по мірі зростання товщини ТГШ для того, щоб забезпечити оптимальні співвідношення між поперечними розмірами ВК й товщиною ТГШ за рахунок цього забезпечити максимальний відбір турбулентної енергії стаціонарними вихорами із ТГШ Початкова величина співвідношення між розмірами поперечного перерізу ВК та товщиною ТГШ береться із прототипу Суть винаходу пояснюють креслення, що представлені на Фіг 1, 2 На Фіг 1 зображена ділянка поверхні, що обтається потоком На ній виконані вихорові канавки, поверхня яких ввігнута по відношенню до центральної поздовжньої осі ВК, а розміри поперечних перерізів ВК збільшуються вниз за потоком пропорційно зростанню товщини ТГШ Вихорові канавки розподілені на ВІДСІКИ перегородками А між собою ВК відокремлені розподільчими ребрами, зовнішня поверхня яких виконана ввігнуто-опуклою по відношенню до набігаючого потоку В кожному ВІДСІКОВІ ВК розміщений циліндричний ротор з круговим поперечним перерізом виконаний, з проникної для течи, системи елементів Всі ротори розміщені в відсіках однієї ВК, посаджені на один вал, яким ці ротори обертають Набігаючим потоком та роторами в відсіках ВК генеруються ланцюги стаціонарних вихорів, якими із ТГШ відбирають турбулентну енергію Енергія відбирається шляхом затягування стаціонарними вихорами частини турбулізованої рідини ТГШ, що рухається з боку поверхні Відбір турбулентної енергії із ТГШ стаціонарними вихорами збільшується за рахунок відсмоктування рідини і СВ В наведенному на кресленні випадку рідину із СВ відсмоктують через одну щілину, виконану в нижній частині стінки вихрової канавки по всій довжині дискретного стаціонарного вихору Подавлюють відібрані СВ турбулентні структури дією на них силами в'язкості, створюваними повеВиконання поверхні ВК ввігнутою відносно рхнею ВК та розподільчих перегородок, а також центральної поздовжньої осі ВК усуває утворення дією силами в'язкості та інерційними силами ствовторинних вихорів та додаткову турбулізацію течи рюваними поверхнею та формою елементів, з СВ і ТГШ, яка виникає при виконанні ВК з попереяких сформовані ротори Роторами турбулентні чним перерізом у вигляді прямокутника, що має структури подавляють в тій частині СВ, де не дімісце у прототипі Крім цього, пристінний потік нають сили в'язкості, створювані поверхнею ВК Туртікає на задню стінку ВК під гострим кутом, що булентні структури, що рухаються над ЗОВНІШНІМИ зменшує розміри та інтенсивність вторинних виповерхнями розподільчих ребер подавлюють, за хрових структур в околі задньої гострої кромки ВК і рахунок прискорення потоку над ЗОВНІШНІМИ повеусуває додаткову турбулізацію течи На відміну від рхнями ребер під дією сил інерції, створюваних цього в прототипі пристінний потік натікає на задформою поверхні розподільчих ребер ню стінку ВК під кутом, близьким до прямого, і при цьому різко турбулізується Тільки частина його Поверхню вихрових камер, як показано на затягується циркуляційною течією СВ, додатково її Фіг 1, виконують ввігнутою по відношенню до турбулізуючи та дестабілізуючи Частина вторинцентральної поздовжньої осі ВК, а розміри попених вихорів, генерованих в околі задньої гострої речного перерізу ВК збільшують в напрямку набікромки ВК, надходить до ТГШ і додатково його гаючого потоку по мірі збільшення товщини ТГШ турбулізує та підсилює величину масоНа Фіг 2 зображений вид А - А, у випадку коли енергопереносу Виконання поверхні ВК ввігнутою вал виконаний пустотілим, а стінка вала виконана забезпечує безпосередню дію на течію СВ силами перфорованою Крім цього тут також зображений в'язкості створюваними всією поверхнею ВК В випадок конкретного виконання елементів, з яких прототипі прямокутна форма ВК спричиняє генесформований ротор у вигляді сіток В даному вирування вторинних вихрових структур в кутках ВК падку відсмоктують рідину із стаціонарного вихору що розмірами та ЩІЛЬНІСТЮ розміщення елементів в об'ємі ротора можливо забезпечити таку величину і розподіл гідродинамічних сил в ВК, які формують в ВК режим течи з низьким рівнем турбулентних пульсацій, необхідний для підтримання СТІЙКОСТІ інтенсивних СВ та прискорення дисипації турбулентних структур Це досягається за рахунок того, що вся течія СВ цими елементами розбивається на такі маленькі структури , в об'ємі яких забезпечується ламінарний режим В окремому конкретному випадку виконання способу, рідину із дискретних стаціонарних вихорів відсмоктують як мінімум через одну щілину , виконану в СТІНЦІ вихрової канавки по всій її довжині В окремому конкретному випадку виконання способу, рідину із дискретних стаціонарних вихорів відсмоктують розподілено через перфоровану по всій площі стінку ротора, виконаного пустотілим В окремому конкретному випадку гідродинамічні сили створюють розподіленими в об'ємі ротора елементами, які виконуються у вигляді системи розміщених по об'єму ротора сіток або струн кругового поперечного перерізу Виконання ЗОВНІШНІХ поверхонь розподільчих ребер з подвійною кривизною і так, що ці поверхні співпадають з твірною тільки своєю задньою кромкою, а передня кромка розміщена нижче твірної, забезпечує конфузорність течи над зовнішньою поверхнею розподільчих ребер В конфузорному потоці, турбулентні структури, що рухаються по ЗОВНІШНІЙ поверхні розподільчих ребер, подавляються Прискорення потоку забезпечується спеціальною ввігнутоопуклою формою зовнішньої поверхні розподільчих ребер Таким чином, турбулентні структури подавляють дією гідродинамічних сил, реалізованими одночасно як силами в'язкості, так і інерційними силами, створюваними ЗОВНІШНІМИ поверхнями розподільчих ребер Додаткова дія інерційними силами, створюваними формою зовнішньої поверхні розподільчих ребер, збільшує ефекти подавления турбулентних структур, зокрема товщину пристінного прошарку,, в якому подавлюються турбулентні структури 12 11 52760 одночасно як через щілину виконану в поверхні орієнтовані вздовж центральної поздовжньої осі ВК, так і через перфоровану стінку вала по всій вихрової канавки 2 Ротори обертають валом 11 довжині дискретного СВ Рідина із ТГШ 15 затягується стаціонарними вихорами 16 в СВ, де на неї діють розподіленими гідНа фігурі 1 зображена ділянка поверхні 1, що родинамічними силами, створюваними елементаобтається, на якій виконана система вихрових ми роторів 12 При обертанні проникних для течи канавок 2, розміщених перпендикулярно до набірідини роторів 12 на механізм, структуру і режим гаючого потоку U, при цьому розміри поперечного течи стаціонарних вихорів діють гідродинамічними перерізу ВК збільшуються у напрямку набігаючого силами, реалізованими одночасно як силами в'язпотоку U, по мірі збільшення товщини ТГШ - h кості, створюваними поверхнею елементів так і Кожна із вихрових канавок 2 розділена на ВІДСІКИ інерційними силами, створюваними формою елеоднакової довжини L, перегородками 3, орієнтоваментів При цьому турбулізовану рідину із СВ 16 в ними вздовж набігаючого потоку U Вихорові канаокремому конкретному випадку виконання спосовки 2 знаходяться нижче твірної 4 поверхні 1 Вибу, відсмоктують через щілини 14 Потік рідини, хорові канавки 2 відокремлені одна від одної який затягується у ВК 2 стаціонарними вихорами розподільчими ребрами 5 ЗОВНІШНІ поверхні 6 16 натікає на стінку ВК 2 під гострим кутом а, за розподільчих ребер 5 співпадають з твірною 4 порахунок виконання поверхні ВК 2 ввігнутою по відверхні, що обтається 1, тільки своїми задніми ношенню до центральної поздовжньої осі, внаслікромками 7, а передні кромки 8 розміщені нижче док цього потік не турбулізується твірної 4 Самі ЗОВНІШНІ поверхні 6 виконані з подвійною кривизною так, що їх передня частина Також, внаслідок виконання поверхні ВК 2 ввівиконана ввігнутою 9, а задня частина 10 опуклою гнутою, на механізм, структуру та режим течи СВ по відношенню до набігаючого потоку U В кожно16 діють силами в'язкості створюваними всією му з ВІДСІКІВ на валах 11 розміщені ротори циліндповерхнею відсіку довжини L ричної форми 12 з круговим поперечним переріТурбулентні структури, що рухаються над ЗОВзом, осі яких 13 спрямовані вздовж центральних НІШНІМИ поверхнями 6 подавляють прискорюючи поздовжніх осей вихрових канавок 2 Ротори 12 потік 17 над цими поверхнями додатковою дією виконані проникними для течи рідини із простороінерційними силами, які створюють формою ЗОВво розміщених навколо валів 11 й закріплених на НІШНІХ поверхонь 6 виконаних з подвійною кривизних елементів ною - ввігнутою по відношенню до потоку передньою частиною поверхні - 9 й опуклою задньою Поверхні стінок вихрових канавок 2 виконані частиною 10 ввігнутими по відношенню до центральних поздовжніх осей цих канавок В стінках вихрових канаНа Фіг 2 зображений вид А - А у випадку коли вок 2 виконані щілини 14 по всій довжині вихрових вал 11 виконаний пустотілим, а стінка вала 11 в канавок 2, як приклад окремого конкретного викокожному з ВІДСІКІВ ВК 2 виконана перфорованою по нання всій м поверхні Система елементів, з яких сформований ротор 12, виконана із сіток, які в свою Запропонований спосіб здійснюється таким чергу виконані із циліндрів круглого поперечного чином На поверхні 1 набігаючий потік U утворює перерізу Рідину із стаціонарного вихору 16 відтурбулентний граничний шар з розподілом швидсмоктують одночасно як через щілину 14, так і костей 15 й товщиною h В відсіках вихрових каначерез перфоровану стінку вала 11 вок 2 потоком U та обертанням роторів генерують ланцюг дискретних стаціонарних вихорів 16 Осі обертання усіх дискретних СВ одного ланцюга Фіг 2 Фіг ТОВ Міжнародний науковий комітет вул Артема 77 м Київ 04050 Україна (044)236-47-24