Новые способы формирования закрученных течений - страница 4

Эффективность образования таких структур значительно возрастает при применении ленточных завихрителей с одинаковым направлением крутки и полной заглушкой на выходе каждой завихревающей ленты. Это обеспечивает чёткое формирование отдельных вихревых «нитей», каждая из которых обладает собственной системой вращения со следующими компонентами:

– Орбитальное вращение (вокруг общей оси потока);

– Тангенциальная составляющая (закрутка по касательной к траектории);

– Радиальная составляющая (движение от или к центральной оси потока);

– Аксиальная составляющая (осевое поступательное движение вдоль продольной оси установки).

Формирование многомерного потока

Полноценный многомерный вихревой поток формируется за счёт упорядоченного сложения этих отдельных вихревых «нитей», каждая из которых действует как автономная единица вращения. После объединения в выходной зоне завихрителя они формируют единую вихревую вихревую структуру, характеризующуюся высокой степенью устойчивости и сложной внутренней многовекторной кинематикой.

Принцип работы коаксиально-ленточного завихрителя основан на следующем. Каждому множеству из двух относительно линейных потоков в каждом месте их общего диаметрального пересечения придаётся небольшая крутка. Согласно рис. № 3, в общей точке (А) пересечения касательных двух потоков (1) и (2) формируется тангенциальная составляющая в каждом потоке.

Рис. № 3. Формирование тангенциальной составляющей в отдельном потоке.

Каждый отдельный ленточный завихритель имеет множество касательных точек пересечения, коаксиально, с каждым соседним ленточным завихрителем. В таких касательных точках пересечения, по мере следования потоков – интенсивность крутки увеличивается. Достигается максимальное значение крутки на выходе каждого ленточного завихрителя.

Линейный воздушный поток при своём движении проходит через систему таких, последовательно и коаксиально размещённых ленточных завихрителей с чередующейся круткой. В каждом ленточном завихрителе, в каждом из множества мест их общего пересечения по касательной – формируется по одной полноценной многомерной вихревой “нити” с орбитальным, тангенциальным, радиальным и аксиальным векторами вращения. Одновременно, Ленточные завихрители с одинаковой круткой, которые полностью заглушены на выходе – обеспечивают более эффективный процесс формирования многомерных закрученных “нитей”.

Полноценный вихревой многомерный поток на выходе статического коаксиально-ленточного завихрителя формируется сложением отдельных многомерных закрученных “нитей” с собственным орбитальным, тангенциальным, радиальным и аксиальным векторами вращения. В свою очередь, отдельные многомерные вихревые “нити” с собственным орбитальным, тангенциальным, радиальным и аксиальным векторами вращения формируются на выходе отдельных ленточных завихрителей с одинаковым направлением крутки.

Конструкция

Конструктивно статический коаксиально-ленточный завихритель выполняется в виде нескольких тонких металлических лент одинаковой ширины и геометрии, имеющих угол предварительной крутки, например, 45 градусов. Ленты устанавливаются коаксиально: один завихритель вложен в следующий по принципу «оболочки в оболочке». На представленном рисунке № 4 схематически изображена технология сборки такого устройства.

Рис. № 4. Технология изготовления статического коаксиально ленточного завихрителя.