2.6. Акустическое возбуждение струи, истекающей из диафрагмы

Рассмотренная выше чувствительность турбулентной струи к периодическому возбуждению проявляется особенно наглядно применительно к истечению струи из диафрагмы, что связано с отрывным обтеканием ее острых кромок. Для таких струй начальное распределение средней скорости по сечению существенно неравномерно (имеет минимум на оси струи), изменение этой скорости вдоль оси струи немонотонно и достигает максимума на некотором удалении от начального сечения. Некоторые результаты экспериментального исследования таких струй, истекающих из диафрагмы круглого, эллиптического и треугольного сечения, приведены в в том числе и при наличии акустического возбуждения.

Теоретические исследования плоских и круглых струй идеальной жидкости, истекающих из диафрагмы, показали, что эти струи при выходе из диафрагмы сужаются, и на некотором удалении от диафрагмы их поперечное сечение далее не изменяется [2.28]. Реальная турбулентная струя за диафрагмой сначала сужается, а затем расширяется [2.2].

Рассмотрим результаты экспериментального исследования возбуждения круглой турбулентной струи, истекающей из диафрагмы Измерения были выполнены на сопле с диаметром выходного сечения это сопло было перегорожено пластиной толщиной с центральным отверстием диаметром с острой кромкой. Из этого отверстия истекала сужающаяся струя, которая на некотором удалении от диафрагмы начинала расширяться, причем в узком ее сечении максимальная скорость на оси равнялась

Поперечное акустическое облучение осуществлялось с помощью электродинамического излучателя звука, причем уровни звукового давления при выходе из диафрагмы На рис. 2.25 представлено распределение средней скорости и продольных пульсаций скорости в начальном сечении на расстоянии от плоскости диафрагмы; на рис. 2.26 - изменение средней скорости и продольных пульсаций скорости вдоль оси струи при и На рис. 2.27 дано сравнение влияния числа на среднюю и пульсационную скорость в фиксированной точке на оси струи истекающей из сопла и диафрагмы при одинаковых значениях

Отсюда следует сильное отличие чисел соответствующих интенсификации и ослаблению перемешивания в обоих случаях. Так, для случая истечения струи из диафрагмы интенсификация смешения наблюдается при и его ослабление при Для случая истечения струи из сопла эти значения в раза меньше, что объясняется малой толщиной слоя смешения, образующегося при отрывном обтекании острой кромки диафрагмы и, соответственно, большим начальным значением числа Струхаля

Другая важная особенность такой струи состоит в том, что при

(кликните для просмотра скана)

Рис. 2.26. Распределение средней скорости и продольных пульсаций скорости вдоль оси струи, истекающей из диафрагмы, при и

низкочастотном поперечном акустическом облучении ее начального сечения отсутствует деформация поперечного сечения, которая наблюдается при истечении струи из сопла.