Дифузор
Зміст
Дифузор (наукове визначення)
Дифузор(у аерогідродинаміці) - частина каналу (труби), в якій відбуваються уповільнення (розширення) потоку і збільшення тиску. При швидкостях, не перевищують швидкості звуку, площа поперечного перерізу Д. вздовж потоку зростає, а при надзвукових швидкостях зменшується. Існує конструкція, зворотній дифузору, званаконфузор - частина каналу, в якій відбувається з'єднання і плавний перехід більшого перерізу в менше. Рух повітря в конфузор характеризується тим, що динамічний тиск у нього в напрямку руху потоку збільшується, а статичний - зменшується. Збільшується швидкість течії рідини чи газу.
Область застосування дифузорів
Дифузор застосовується в пристроях, у яких здійснюється переміщення рідин і газів (водопроводах, повітроводах, газопроводах, нафтопроводах, аеродинамічних трубах, реактивних двигунах та ін.) У електроакустиці частину механічної коливальної системи гучномовця, призначеної для порушення звукових хвиль у навколишньому повітрі.
Технічний опис
В області аеродинаміки, дифузор, наприклад, у надзвукових літаків, які використовуються для уповільнення повітря в турбіною двигуна на дозвуковій швидкості, леза, як потік повітря навколо роторів і статорів тільки в дозвуковій області повинно. Для справа доходить до надзвуковій швидкості на лопаті роторів і статорів в реактивного руху, відриває потоку, камери згоряння душили, диск виходить з ладу. Крім того, ударні хвилі проходять через текучого середовища і Rotor-/Statorflügel, яка може зруйнувати двигун. У конічні сопла в напрямку потоку, який слід двигуна, повітря, то прискорює знову надзвуковою швидкістю.
текучого середовища сама перебуває в надзвуковою швидкістю і також доступна на надзвуковій швидкості залишаються омолодити немає (наприклад, повітрозабірник Pulsertriebwerkes), то розширюються, сопла в напрямку потоку. У статті вмирають це парадоксальне явище пояснюється. У гідродинаміці впливати на явищі кавітації застосовується, і аеродинаміки в області звуку, дифузор дуже складний компонент розраховується. Для головки з кутом відкриття \ альфа> 8 \, ^ {\} цирк (надкритичних дифузор) призводить до дисипації потоку через загін дифузор стіни, це призводить до сильної турбулентності у перехідній області в мертві зони. У раптового поперечного перерізу розширення (\ альфа = 90 \, ^ {\} цирк) один і говорить про "Карно втрати шок", дифузор називається горло пластини. У такій дифузор, потік доходить до відстані близько восьми до десяти разів великого діаметра повернутися до цього питання.
Якість дифузор описується за "дифузор ефективності " ηD або "тиск точки відновлення ". Розрахунок для нестисливої рідини (Маха <0,3) Щодо проста, проте, ефект від дифузора у разі відмови від турбулентних і грузлих потоків (тобто, це не з-за різкої зміни перерізу або старійшина. Вихори і тертя середовища на стінах можна знехтувати) є. Тоді рівняння Бернуллі спрощений
[math]p+\frac{1}{2}\rho v^2= \text{konstant}[/math]
P називається статичний тиск, що діє на дифузор напам'ять, ρ щільність середовища і V його швидкості. (Примітка:. Рівнянню Бернуллі спрощеною про те, що відмінності у висоті не розглядаються) Як видно, статична зниження тиску р, коли потік збільшується швидкість V.
З durchströmmen в трубці зі змінним перерізом в кожній точці ж об'єму за одиницю часу має бути очевидно, що швидкість потоку v1 на перетині А1 швидкість потоку v2 в крос A2 розділі назад пропорційно відношенню перерізів себе, Є так повинні: [math]\frac{v_1}{v_2}=\frac{A_2}{A_1}[/math] bzw. [math]v_2=\frac{A_1}{A_2} v_1[/math] Також застосовується для вище (спрощена) рівняння Бернуллі:
[math]\frac{v_1}{v_2}=\frac{A_2}{A_1}[/math] bzw. [math]v_2=\frac{A_1}{A_2} v_1[/math]
Обидва разом:
p_1+\frac{1}{2}\rho v_1^2=p_2+\frac{1}{2}\rho \left(\frac{A_1}{A_2} v_1 \right)^2
або перетворені:
p_2-p_1 = \frac{1}{2}\rho v_1^2 \left(1-\left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2\right)
Тобто, при збільшенні перерізу (дифузора: А2> А1), тиск збільшується (і зменшується витрата) і зі зменшенням перерізу (сопло: A2 <А1), тиск зменшується (і збільшує швидкість потоку).
Для дуже вузького перетину або дуже в'язких середовищ на додаток до урахуванням втрат на тертя, а також зустрітися раптові зміни в перетинах, що відбуваються турбулентності повинні бути прийняті до уваги (див. наступний розділ).
Математичний опис
Bei einer plötzlichen Querschnittsänderung gilt für die, in der Strömungslehre definierte, Verlustziffer ξ:
\xi_D=(1-\left(\frac{A_1}{A_2}\right))^2
З точки втрати і розширений набір Бернуллі гідравлічних труб (розгляд дисипації) наступним чином:
Енергія: \ Delta P = p_1-p_2 + \ частки {\ Ро} {2} (W_1 ^ 2-W_2 ^ 2) = \ xi_D \ частки {\ Ро} {2} W_1 ^ 2
Масова закон збереження: W_1 = \ {частка A_2} {A_1} W_2 для ρ = постійна
p_1-P_2 = \ частки {\ Ро} {2} \ вліво (\ xi_D W_1 ^ 2 - (W_1 ^ 2-W_2 ^ 2) \ право) = \ частки {\ Ро} {2} W_1 ^ 2 \ право \ зліва (\ xi_D-1 + \ вліво (\ частки {A_1} {A_2} \ право) ^ 2 \ праворуч)
Конструкція дифузорів
- Акустичний дифузорзвичайно виготовляється із спеціальних сортів паперу і гнучко кріпиться до металевого корпусу гучномовця.
- Дифузор у фототехніціпристосування для одержання фотографічного зображення м'якого малюнка. Являє собою: а) плоскопаралельну скляну пластинку з квадратною сіткою або концентричними колами, нанесеними алмазом на відстані 2-3 мм; б) вузькі смужки скла шириною 0,1 діаметру об'єктиву і товщиною 0,8-1 мм. Смужки і платівки зміцнюються в оправу, яка одягається на об'єктив фотоапарата або фотографічного збільшувача після наведення на різкість.
- Дифузор у виробництві глиноземуапарат для проточного вилуговування дробленого бокситового спека. Зазвичай 12-14 таких апаратів з'єднуються послідовно, утворюючи батарею. Особливість проточного вилуговування в Д. полягає в тому, що спекnh в них залишається весь час нерухомим на гратчастому днище, а розчин послідовно в кожному Д. просочується через товщу спека. Обмиваючи кожну окрему частку, а також проникаючи по порах всередину її, розчин витравлюють розчинні складові. В один кінець батареї подається гаряча вода, з ін зливається концентрований розчин алюмінату натрію. Всі Д. з'єднані трубопроводами; за допомогою кранів можна відключити будь-який з них, не порушуючи роботи інших. Д. з вилуженими спеков періодично відключають, а в ін кінці батареї замість нього включають Д. зі свіжим спікся. Зазвичай в батареї з 14 Д. 12 знаходяться в роботі, 1 під завантаженням і 1 під розвантаженням.
- Дифузор в харчовій промисловості
- Дифузор у вентиляції
Література
Ландау Лев Давидович | Ландау Л.Д., Ліфшиц, Євген Михайлович | Ліфшиц О.М. - Курс теоретичної фізики Ландау і Ліфшиця | Теоретична фізика (Том 6. Гідродинаміка). Глава II. В'язка рідина. § 23. Точні рішення рівнянь руху в'язкої рідини. Течії в дифузорі
