Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Инжекции эффект
Ускорение ламинарного воздушного потока при прохождении через плавное сужение

Анимация

Описание

Эффект инжекции потока (эффект Вентури) - ускорение ламинарного воздушного потока при прохождении через плавное сужение, что приводит к снижению давления в зоне сужения. Эффект Вентури является следствием закона Бернулли:
где p - давление, ρ - плотность, v - скорость.
Из закона Бернулли следует, что давление газа или жидкости меньше там, где меньше сечение трубки (рис.1).
Понижение давления в узкой части трубки.
Рис.1.
Эффект инжекции можно наблюдать, если подуть между двумя параллельно расположенными полосками бумаги. Вместо ожидаемого расхождения, полоски сомкнутся. Происходит это из-за того, что давление воздуха, движущегося между полосками, понижается по сравнению с давлением воздуха с внешней стороны полосок.
Расходомер Вентури (рис. 2) представляет собой сужение, или горло, в тракте трубопровода постоянного сечения. В горле скорость возрастает, а давление соответственно уменьшается. Разность статических давлений на входе и в горле регистрируется дифференциальным манометром, и расход жидкости определяется по формуле
где Q – объемный расход жидкости, измеряемый в м3/с, А1 и А2 – площади поперечных сечений на входе и в горле соответственно, r – плотность жидкости, (p1 – p2) – разность статических давлений на входе и в горле и С – определяемый экспериментально коэффициент расходомерного насадка, принимающий значения, как правило, от 0,95 до 0,99. Введение коэффициента насадка отражает потери давления внутри расходомера.
Это уравнение (с равным единице коэффициентом насадка) непосредственно следует из уравнения Бернулли и уравнения неразрывности Q = A1V1 = A2V2. Член (p1 – p2)/r в приведенном уравнении пропорционален разности высот двух столбов ртути. В случае течения газа это уравнение несколько видоизменяется за счет появления дополнительного множителя, учитывающего сжимаемость газа.
Выходной (расширяющийся) конус трубы Вентури предназначен для расширения проходного сечения потока до прежнего значения. Суммарные потери давления в трубе Вентури составляют от 5 до 20%.

 

Ключевые слова

 

Разделы наук

 

Используется в научно-технических эффектах

Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Типы ПВРД. Характеристики. Область применения. (Характеристики дозвукового ПВРД.)

 

Используется в областях техники и экономики

1Ракетно-артиллерийское вооружение
1Воздушный транспорт
1Технологии переработки твердых горючих полезных ископаемых
1Технологии взрывчатых веществ и средств химической защиты
1Технологии органических веществ и продуктов
1Космическая техника и ракетостроение
1Авиастроение
1Двигателестроение
1Электрические машины

 

Используются в научно-технических эффектах совместно с данным эффектом естественнонаучные эффекты

1Критерий подобия Кнудсена (Критерий подобия Кнудсена)
1Аэродинамическое качество (Аэродинамическое качество)
1Критерии подобия. Число Маха (Критерии подобия. Число Маха)
1Сверхзвуковой пограничный слой при обтекании тела потоком с большим числом М (Сверхзвуковой пограничный слой при обтекании тела потоком с большим числом М)
1Отрыв пограничного слоя от поверхности (Отрыв пограничного слоя от поверхности)
1Истечение газа со сверхзвуковой скоростью в область, где давление меньше давления в струе (Истечение газа со сверхзвуковой скоростью в область, где давление меньше давления в струе)
1Возникновение резкого увеличения давления, скорости, температуры и уменьшение скорости течения газа в сверхзвуковой области (Точка разветвления струй, критическая скорость потока при обтекании)
1Общие условия перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому и обратно (Условия перехода от дозвукового течения к сверхзвуковому и обратно)
1Распределение давления по профилю крыла (Распределение давления по профилю крыла)
1Вихревое движение газа (Вихревое движение газа)
1Сопротивление движению тела со стороны обтекающей его жидкости или сопротивление движению жидкости, вызванное влиянием стенок труб, каналов и т.д. (Гидродинамическое сопротивление)
1Струя – форма течения жидкости, при которой жидкость(газ) течёт в окружающем пространстве, заполненном жидкостью (газом) с отличающимися от струи параметрами (скоростью, температурой, плотностью, составом и тому подобное) (Течение в сверхзвуковой струе)
1Распространение ударных волн (Распространение возмущений, содержащих разрывы плотности, давления и скорости распространения, в нелинейных средах)
1Резкое изменение давления в жидкости (Гидравлический удар)
1Ускорение ламинарного воздушного потока при прохождении через плавное сужение (Инжекции эффект)
1Трение при относительном движении соприкасающихся тел (Трение скольжения)
1Создание момента силы (Создание момента силы )
1Эффект передачи момента силы посредством твёрдого тела (Механического рычага эффект)

 

Применение эффекта

Важное явление, возникающее вследствие ветрового воздействия на здание — эффект трубки Вентури. Этот эффект представляет собой ускорение ламинарного воздушного потока при прохождении через плавное сужение, что приводит к снижению давления в зоне сужения. Эффект Вентури может возникать при прохождении воздушного потока между двумя высотными зданиями, расположенными достаточно близко друг от друга, поэтому при проектировании высотного здания требуется учет не только его аэродинамики, но и прилегающей городской застройки.
Эффект Вентури может быть использован при проектировании вытяжной вентиляции. Например, для того, чтобы переместить нейтральную зону как можно ближе к уровню крыши, создатели здания «RWE AG» (127 м) в Эссене, Германия, разместили над вытяжной шахтой выпуклый диск специально подобранной формы. Благодаря эффекту Вентури над вытяжной шахтой создается разрежение, что позволяет сместить нейтральную зону ближе к уровню кровли и более эффективно удалять загрязненный воздух из здания (рис.1).
Сдвиг нейтральной зоны за счет эффекта Вентури
 
Рис. 1.
Естественная вентиляция, обусловленная гравитационными силами, приводит к образованию нейтральной зоны вблизи средней части шахты независимо от разности температур воздуха в шахте и наружного воздуха. Это может привести к тому, что загрязненный вытяжной воздух будет поступать в помещения верхних этажей.
Для того, чтобы сместить нейтральную зону как можно ближе к уровню крыши здания, необходимо увеличить длину шахты.

Реализации эффекта

Международная группа дизайнеров и инженеров Home-energy представила свой новый продукт – ветряк Energy Ball, который, по мнению разработчиков, является новым словом в аэродинамике ветряных генераторов электричества. Главной особенностью новинки является компоновка на нем лопастей, по типу сферы.
Рис.1.
Такая схема расположения лопастей хороша тем, что все они соединены с ротором обоими концами и когда ветер проходит сквозь них, он дует параллельно ротору, что и увеличивает КПД ветряного генератора. Также, из-за необычной формы лопастей, Energy Ball может создавать потоки воздуха, действующие на ротор рывками – также как пороги в реке действуют на поток воды (так называемый эффект Вентури).
Рис.2.
Все вышеперечисленные достоинства выгодно отличают ветряные электрогенераторы от аналогичных генераторов стандартной компоновки. Тем более, что Energy Ball может работать даже при очень низкой скорости ветра и производить гораздо меньше шума, чем обычные «ветряки».

Литература

1. Табунщиков Ю. А., Шилкин Н. В. Аэродинамика высотных зданий // АВОК. 2004. № 8.

2. Андронов И.В. Измерение расхода жидкостей и газов. М., 1981

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина