Введение
Глава 1. Исследования линейных концентрированных вихрей 20
Закрученное течение в вихревой камере 23
1.1. Время образования концентрированного вихря в замкнутой камере 28
1.2. Автоколебания, возникающие при истечении закрученной струи 35
Частота автоколебаний при истечении закрученной струи 35
Постановка экспериментов 37
Результаты экспериментов 39
1.3. Гидродинамический механизм генерации колебаний при истечении закрученной струи 44
1.4. Прецессия вихревого ядра в цилиндрических камерах 50
1.5. Кумуляция завихренности в прямоугольном бассейне с наклонным дном при резком замедлении вращения 56
Постановка экспериментов и полученные результаты 57
Численные расчеты эволюции завихренности при резком замедлении начального вращения бассейна 60
1.6. Заключение 62
Глава 2. Гидродинамическая структура кольцевого вихря 65
2.1. Теоретические модели кольцевого вихря 68
Модели кольцевого вихря в идеальной жидкости 70
Модель турбулентного кольцевого вихря 73
2.2. Экспериментальное исследование структуры реального кольцевого вихря 77
Постановка экспериментов 77
Методика измерений осесимметричного поля скорости кольцевого вихря с помощью термоанемометрических датчиков 79
Тарировка датчиков 83 з
Оценки погрешностей измерения поля скорости с помощью термоанемометрических датчиков 88
Погрешности определения модуля скорости 90
Погрешности определения проекций скорости 91
2.3. Поле скорости кольцевого вихря 94
2.4. Структура линий тока кольцевого вихря 97
2.5. Завихренность. Ядро вихря. Циркуляция скорости 98
2.6. Динамические характеристики кольцевого вихря 104
Импульс и энергия кольцевого вихря 104
Диссипация энергии кольцевого вихря 105
Потери энергии при движении кольцевого вихря и хорошо обтекаемого твердого тела 107
2.6. Другие исследования структуры кольцевого вихря 109
2.7. Замечания об экспериментальных методах исследований поля скорости течений 114
2.8. Заключение 118
Глава 3. Характеристики семейства кольцевых вихрей, образующихся при истечении затопленной струи 119
3.1. Постановка экспериментов 120
Генератор кольцевых вихрей 120
3.2. Критерии, определяющие процесс формирования кольцевого вихря 123
3.3. Параметры кольцевого вихря 124
3.4. Методики определения параметров вихревого кольца 125
3.5. Зависимость параметров вихревого кольца от длины струи (от продолжительности истечения струи) 127
О явлении формирования цепочки кольцевых вихрей при больших значениях длины струи 128
3.6. Зависимость параметров вихревого кольца от числа Рсйнольдса струи 134
Ламинарные и турбулентные кольцевые вихри 134
Турбулентность вблизи ядра вихря 138
3.7. Зависимость параметров кольцевого вихря от угла конусности внешней поверхности сопла 145
3 3.8. Сравнение с экспериментом некоторых выводов теоретических моделей вихревого кольца 146
3.9. Заключение 148
Глава 4. Формирование кольцевого вихря 150
4.1. Генерация кольцевого вихря при импульсивном движении круглого диска 150
4.2. Формирование кольцевого вихря при истечении затопленной струи 153
Процесс формирования кольцевого вихря при истечении затопленной струи 153
4.3. Модель формирования кольцевого вихря 158
Условие сохранения вихревого импульса 159
Условие сохранения циркуляции скорости 161
Геометрическое соотношение 163
Зависимость радиуса, циркуляции и импульса вихревого кольца от длины струи 164
Радиус ядра кольцевого вихря 166
Поступательная скорость кольцевого вихря 169
Энергия кольцевого вихря 171
4.4. Заключение 171
Глава 5. Применение кольцевых вихрей для тушения пожаров газонефтяных фонтанов 173
5.1. Возникновение и характеристики мощных газонефтяных фонтанов 173
5.2. Горение газонефтяных фонтанов. Условия стабилизации и срыва пламени с горящих струй 175
5.3. Определение расхода недораширенных газовых фонтанов по высоте факела 177
Высота факела при горении нормально расширенной изобарической газовой струи 177
Особенности истечения и горения недорасширенной газовой струи 179
Зависимость высоты факела от расхода недорасширенной газовой струи 181
4 5.4. Физические основы тушения диффузионного факела воздушным кольцевым вихрем 185
Опыты по тушению пламени газовых струй {фонтанов) 188
5.5. Принципы масштабного моделирования и расчета огнетушащих средств 196
5.6. Тушение кольцевым вихрем реальных пожаров на скважинах 198
5.7. Заключение 200
Заключение 202
Литература
