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 Дифузора вздовж потоку зростає, а при надзвукових швидкостях зменшується. Існує конструкція, зворотнього дифузору, звана конфузор - частина каналу, в якій відбувається з'єднання і плавний перехід більшого перерізу в менший. Рух повітря в конфузорі 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 турбіні двигуна на дозвуковій швидкості, леза, як потік повітря навколо роторів і статорів тільки в дозвуковій області. Коли справа доходить до надзвукової швидкості на лопаті роторів і статорів в реактивному русі, відриває потік, камери згоряння душили, диск виходить з ладу. Крім того, ударні хвилі проходять через текуче середовище , яке може зруйнувати двигун. У конічні сопла в напрямку потоку, який слід двигуна, повітря, то прискорює знову з надзвуковою швидкістю.
текучого середовища сама перебуває в надзвуковою швидкістю і також доступна на надзвуковій швидкості залишаються омолодити немає (наприклад, повітрозабірник ), 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 [math]\alpha \gt 8\,^{\circ}[/math] (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 ([math]\alpha = 90\,^{\circ}[/math]) 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 " [math]\eta_D[/math] 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]p_1+\frac{1}{2}\rho v_1^2 = \text{konstant} = p_2+\frac{1}{2}\rho v_2^2[/math]
Обидва разом:
:[math]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[/math]
або перетворені:
:[math]p_2-p_1 = \frac{1}{2}\rho v_1^2 \left(1-\left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2\right)[/math]
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
Коли раптове зміна перерізу, в динаміці рідини, визначені ξ рівень втрат:
:[math]\xi_D=(1-\left(\frac{A_1}{A_2}\right))^2[/math]
З точки втрати і розширений набір Бернуллі гідравлічних труб (розгляд дисипації) наступним чином:
Енергія: [math]\Delta p=p_1-p_2+\frac{\rho}{2}(w_1^2-w_2^2)=\xi_D\frac{\rho}{2}w_1^2[/math]
Масова закон збереження: [math]w_1=\frac{A_2}{A_1}w_2[/math] für [math]\rho = \text{konstant}[/math]
:[math]p_1-p_2=\frac{\rho}{2}\left(\xi_D w_1^2-(w_1^2-w_2^2)\right)=\frac{\rho}{2}w_1^2\cdot \left(\xi_D-1+\left(\frac{A_1}{A_2}\right)^2 \right)[/math]
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
