2.3. Влияние режима течения в пограничном слое на срезе сопла

В первых опытах по акустическому возбуждению турбулентных струй режим течения в начальном пограничном слое в выходном сечении сопла не контролировался. В дальнейшем, однако, выяснилось, что эффект интенсификации и ослабления перемешивания в струе при акустическом облучении заметно различаются при изменении режима течения в пограничном слое при выходе из сопла.

Интенсификация перемешивания в струе при ее низкочастотном возбуждении реализуется независимо от режима течения в пограничном слое. Высказывалось мнение, что эффект ослабления перемешивания при высокочастотном возбуждении струи, который реализуется при начальном ламинарном пограничном слое, исчезает при турбулизации пограничного слоя Выяснению этого вопроса посвящен ряд экспериментальных исследований

В работе [2.13] исследовано продольное акустическое возбуждение турбулентной струи при различных режимах течения в пограничном слое при выходе из сопла. Для изменения начального ламинарного профиля скорости цилиндрический выходной участок сопла диаметром и длиной с помощью набора трубок удлинялся до значений и 20. При этом условии толщины пограничного слоя в выходном сечении этих трубок определились с учетом влияния поперечной кривизны поверхности: толщина вытеснения толщина потери импульса

Результаты эксперимента представлены в таблице.

Таблица (см. скан)

По значениям формпараметра можно заключить, что в соплах 1 и 2 пограничный слой на срезе был ламинарным или близким к нему, в сопле 3 - турбулентным. Это согласуется с измерениями пульсаций скорости в начальном пограничном слое при выходе из сопла (см. таблицу).

Акустическое поле создавалось динамическим громкоговорителем, установленным на торцевой стенке успокоительной камеры (рис. 2.16). Число Рейнольдса в опытах составляло Последовательное удлинение сопла позволяло изменять режим течения в начальном пограничном слое от ламинарного до турбулентного естественным образом без использования турбулизаторов. Некоторым недостатком такого способа турбулизации пограничного слоя является заметное изменение относительной толщины начального пограничного слоя где Уровень звукового давления в выходном сечении сопла достигал

Из представленных на рис. 2.16 зависимостей в точке для трех вариантов сопла наблюдается как интенсификация ), так и ослабление перемешивания независимо от режима течения в начальном пограничном слое [2.13]. Реализация эффекта ослабления перемешивания в струе при больших числах была также подтверждена в работе [2.62] для случая начального турбулентного пограничного слоя (при ).

Рис. 2.16. Зависимость в точке на оси струи при продольном акустическом возбуждении струи.

В главе 9 излагается способ управления автоколебаниями в аэродинамических трубах с открытой рабочей частью, который основан на высокочастотном или низкочастотном возбуждении свободной струи. Оказалось, что при высокочастотном акустическом возбуждении струи диаметром реализуется эффект ослабления перемешивания независимо от режима течения в пограничном слое выходного сечения сопла.

В работе [2.17] выяснены условия реализации эффекта ослабления перемешивания в начальном участке турбулентной струи при начальных ламинарном и турбулентном пограничных слоях и различных уровнях поперечного акустического возбуждения. Основные параметры экспериментальной установки Начальный пограничный слой на срезе сопла был ламинарным (формпараметр при установке проволочного турбулизатора в сопле был получен турбулентный пограничный слой на срезе сопла (формпараметр

Рис. 2.17. Зависимость на оси струи от уровня звукового давления в сечениях и 6 при ламинарном и турбулентном (2) пограничном слое на срезе сопла.

На представлены зависимости на оси струи от уровня звукового давления в сечениях и 6 при ламинарном и турбулентном пограничных слоях на срезе сопла. Видно, что при начальном ламинарном пограничном слое в обоих сечениях акустическое облучение при приводит к заметному снижению пульсаций скорости на оси струи (на при начальном турбулентном пограничном слое аналогичное снижение достигается только при При и начальном турбулентном пограничном слое На основании полученных результатов можно сделать следующий вывод. Ослабление перемешивания в струе при ее высокочастотном акустическом возбуждении, т.е. частичное подавление турбулентности, реализуется независимо от режима течения в

пограничном слое в выходном сечении сопла. Однако при турбулизации начального пограничного слоя для реализации эффекта требуется повышенный уровень акустического возбуждения.