Вентиляторные СУ, вентилятор в воздушном канале(ducted fan)

Да, и конечная цель моего интереса, сперва, "выяснить за все подробности" качественную картинку происходящего в канале с вентилятором.
А что Вам даст качественная картина распределений? Как уже ответил JohnDoe, все перепады давлений на изгибах внутри канала (до пропеллера) скомпенсируются, так как над воздухом работа не совершается. Если Вас не устраивает такое объяснение с работой, то взгляните на воздух в канале с точки зрения принципа Бернулли, который именно для подобной ситуации и формулировался. Тогда все эти перепады-переходы динамического и статического давления обязаны скомпенсироваться в силу закона сохранения энергии (и это то же самое, что "работа над воздухом не совершается").


на вентиляторе; за вентилятором; на выходе из сопла.
Качественную на вентиляторе не представляю. А за ним вроде относительно ясно.
 
Последнее редактирование:
Я говорю о стенках канала. Толщиной стенки пренебрегать незачем...
Внутренняя и внешняя стенки у поворотного участка канала- относительно средней оси этого участка.

по п. 3 из


Для затравки, предлагаю посмотреть этот опыт:

Если вам удобно описывать процессы течения как распределение импульсов ( скоростей ) по сечению канала, то я вовсе не против. Меня интересует, в конечном счёте, что вызывает изменение и такое распределение. Скорости и давление связаны, потому, это не важно через какие величины описывать процесс.
Кажется я аонял в чем у нас недопонимание(с моей стороны). Я под "внешней" стенкой канала понимал наружную поверзность, клторую обтекает атмосферный воздух, а Вы подразумевали внутреннюю поверхность трубы, ту, где изображена область "Б". Слответственно "внутренней" Вы считали поверхность фюжеляжа, где изображена область" А", а я - ту, где область "Б" но обтекаемую потоком в канале. Прошу прощения, если так.
Что еасается аидео с "кривой трубой", то у меня есть несколько замечаний и возражений автору, но они в данный момент не играют роли. Вернемся к Вашей схеме.
Действительно, изза развлрота потока на "впуклости" на внешней, по-Ващему, стенке будет повышенное статическое давление и оно, в Вашей терминологии, будет дааить на стенку ПРОТИВ полета. Обьяснить этомможно разными способами, например, тем, что молекулы, потрк воздуха имеет массу и на него будут действовать центробежные силы которые и будут "прижимать" потрк. Но далее внешняя стенка делает снова поворот на вход вентилятора(участок с "выпуклостью") и там будет противоположная картина:статическое давление стагет падать, "тянуть стенку по полету изза действия, например, все тех же центробежныз сил. Если участки вогнутости и выпуклости равны, то перепады статического дааления будут скомпенсированы.
На внутренней стенке/фюзеляжа будет падение статического давления в начале, которое будет "тянуть", "ториозить" фюзеляж против полета. В центре неясно, тк Вы пока предложили на форму не обращать внимания.
В любом случае ПОЛНОЕ давление будет одинаковым в каждом сечении канала до плоскости вентилятора. Это следует из уравнения Бернулли.
И еще. Если Вы хотите рассматривать канал PJ-II, то имеет смысл именно его рассматривать, тк Ваша нынешняя схема это совершенно другой случай. И если мы потом перейдем к ГВТ Дримера, то придется начинать все сначала.
Имху
 
Обьяснить этомможно разными способами, например, тем, что молекулы, потрк воздуха имеет массу и на него будут действовать центробежные силы которые и будут "прижимать" потрк. Но далее внешняя стенка делает снова поворот на вход вентилятора(участок с "выпуклостью") и там будет противоположная картина:статическое давление стагет падать, "тянуть стенку по полету изза действия, например, все тех же центробежныз сил. Если участки вогнутости и выпуклости равны, то перепады статического дааления будут скомпенсированы.
Если движение молекул воздуха отождествлять с механическими взаимодействиями ( как шаров, обладающих массой ) то мы постоянно будем наталкиваться на противоречия. Это аналогия работает не всегда. На мой взгляд, существует значительное различие в том что называют "течение потока воздуха" и "обтекание потоком воздуха" движущегося тела. Впрочем, это тема для другой ветки, она касается вопросов аэродинамики как таковой.

Я, намеренно, привёл пример с опытом движения воздуха в изогнутой трубе. В нём заключается очень многое для понимания что есть давление и как создаётся тяга в механических устройствах преобразования "давления" в направленную "силу".

В любом случае ПОЛНОЕ давление будет одинаковым в каждом сечении канала до плоскости вентилятора. Это следует из уравнения Бернулли.
Как не парадоксально, но это не совсем верно (!)
Уравнение бернулли - это одно из частных выражений закона сохранения энергии.
Рассматривая "мгновенную" - статическую картинку взаимодействия. Нам достаточно "чёрного ящика" с перепадом давлений на его открытых торцах. Записали баланс сил давления слева и справа и получили силу тяги. Однако, как только, под действием этой силы ( тяги ) "ящик" начинает двигаться, в уравнении баланса следует добавить ещё одну величину. При чём, две предыдущие будут зависимы от новой величины.

Чтобы избежать этих сложностей, давно придумали простой способ: рассматривать поток как "несжимаемый, невязкий газ", пренебрегать изменением его внутренних параметров до скорости звука, и т.п.... ( до скорости света, в иных случаях ). Для математика, которому достаточно абстрактного выражения "Закона природы" и целью является число -этого достаточно. Для физика, стремящегося понять эти законы - нет.


Несколько разъясню свою позицию по вопросу образования тяги в канале с вентилятором/пропеллером. Или, наоборот, запутаю... 🤔
Я задался вопросом: А пропеллер в канале всасывает или толкает воздух? Оказалось, не то и не другое...
Пропеллер, в плоскости вращения ( на и вокруг профиля лопасти ), создаёт разность скоростей движения ( или "давления" ). Но это, отнюдь, не линейные скорости, в которых математика представляет "треугольники скоростей". Просто, ( я и сам , здесь, употребил этот оборот - "просто"... ) так проще представлять процесс преобразования механической энергии привода пропеллера в кинетическую энергию поступательного движения механизма, посредством воздушной среды.
Так вот, оказалось достаточно создать пропеллером некоторые условия движения среды около своей поверхности и воздух "сам" начинает толкать и тянуть этот механизм.
Теперь, рассматривая процесс движения канала с пропеллером в воздухе на скорости, не достаточно просто сравнивать ( уравнение баланса ) скорости на входе и выходе в канал ( или давления ). На мой взгляд, для понимания процессов, происходящих с механизмом в движении, следует рассмтаривать процессы, происходящие с воздушной средой вокруг и внутри канала в развитии. Такое рассмотрение мы можем вести только как "раскадровку" отдельных статичных моментов, составляя уравнения баланса в каждом "кадре". Однако, для этого нам нужно заранее знать, что происходит с воздухом в каждый рассматриваемый момент. От первого до последнего "кадра". Если нам неизвестна вся полнота происходящего, то мы вынуждены упрощать и в итоге, к "концу фильма" получим совершенно не предсказуемый результат.

Я предлагаю свои мысли, с единственной целью, найти заинтересованных в обсуждении собеседников. Обсуждая и рассматривая вопрос с разных сторон, яснее становится "центр" вопроса. Те, кто мог бы просто и доступно ответить на возникающие вопросы, вряд-ли посещают этот форум. 😉 Хотя, их лекции, ещё пока, можно встретить в Ю-Тубе...

Для тех, кто не нашёл в себе силы просмотреть подборку видеоматериалов по теме "Парадокс в изогнутой трубе" ( там 6 роликов ), очень практичное применение этого явления из подборки опытов "Реактивное движение"...

 
Если движение молекул воздуха отождествлять с механическими взаимодействиями ( как шаров, обладающих массой ) то мы постоянно будем наталкиваться на противоречия. Это аналогия работает не всегда. На мой взгляд, существует значительное различие в том что называют "течение потока воздуха" и "обтекание потоком воздуха" движущегося тела. Впрочем, это тема для другой ветки, она касается вопросов аэродинамики как таковой.

Я, намеренно, привёл пример с опытом движения воздуха в изогнутой трубе. В нём заключается очень многое для понимания что есть давление и как создаётся тяга в механических устройствах преобразования "давления" в направленную "силу".


Как не парадоксально, но это не совсем верно (!)
Уравнение бернулли - это одно из частных выражений закона сохранения энергии.
Рассматривая "мгновенную" - статическую картинку взаимодействия. Нам достаточно "чёрного ящика" с перепадом давлений на его открытых торцах. Записали баланс сил давления слева и справа и получили силу тяги. Однако, как только, под действием этой силы ( тяги ) "ящик" начинает двигаться, в уравнении баланса следует добавить ещё одну величину. При чём, две предыдущие будут зависимы от новой величины.

Чтобы избежать этих сложностей, давно придумали простой способ: рассматривать поток как "несжимаемый, невязкий газ", пренебрегать изменением его внутренних параметров до скорости звука, и т.п.... ( до скорости света, в иных случаях ). Для математика, которому достаточно абстрактного выражения "Закона природы" и целью является число -этого достаточно. Для физика, стремящегося понять эти законы - нет.


Несколько разъясню свою позицию по вопросу образования тяги в канале с вентилятором/пропеллером. Или, наоборот, запутаю... 🤔
Я задался вопросом: А пропеллер в канале всасывает или толкает воздух? Оказалось, не то и не другое...
Пропеллер, в плоскости вращения ( на и вокруг профиля лопасти ), создаёт разность скоростей движения ( или "давления" ). Но это, отнюдь, не линейные скорости, в которых математика представляет "треугольники скоростей". Просто, ( я и сам , здесь, употребил этот оборот - "просто"... ) так проще представлять процесс преобразования механической энергии привода пропеллера в кинетическую энергию поступательного движения механизма, посредством воздушной среды.
Так вот, оказалось достаточно создать пропеллером некоторые условия движения среды около своей поверхности и воздух "сам" начинает толкать и тянуть этот механизм.
Теперь, рассматривая процесс движения канала с пропеллером в воздухе на скорости, не достаточно просто сравнивать ( уравнение баланса ) скорости на входе и выходе в канал ( или давления ). На мой взгляд, для понимания процессов, происходящих с механизмом в движении, следует рассмтаривать процессы, происходящие с воздушной средой вокруг и внутри канала в развитии. Такое рассмотрение мы можем вести только как "раскадровку" отдельных статичных моментов, составляя уравнения баланса в каждом "кадре". Однако, для этого нам нужно заранее знать, что происходит с воздухом в каждый рассматриваемый момент. От первого до последнего "кадра". Если нам неизвестна вся полнота происходящего, то мы вынуждены упрощать и в итоге, к "концу фильма" получим совершенно не предсказуемый результат.

Я предлагаю свои мысли, с единственной целью, найти заинтересованных в обсуждении собеседников. Обсуждая и рассматривая вопрос с разных сторон, яснее становится "центр" вопроса. Те, кто мог бы просто и доступно ответить на возникающие вопросы, вряд-ли посещают этот форум. 😉 Хотя, их лекции, ещё пока, можно встретить в Ю-Тубе...

Для тех, кто не нашёл в себе силы просмотреть подборку видеоматериалов по теме "Парадокс в изогнутой трубе" ( там 6 роликов ), очень практичное применение этого явления из подборки опытов "Реактивное движение"...

Воздух обладает массой, следовательно, нв него такде действуют центробежные силы. Это с успехом используется, скажем в центробежных компрессорах, или в трубе Ранка-Хилша для разделения газов и тд.
Учет движения "ящика" делается просто, через разность скоростей. См. формулу тяги ВРД, например. Для тяги ЖРД, скажем, это уже несущественно вплоть до релятивистких скоростей. А для гурманов есть вариант урввнения Бернулли с учетом сжимаемости м вязкости. 😉
Физика, да и не только она, без математического аппарата это шаманизм и болтовня типа "27М на увеличиных жЫклерах" (тм) . Отцом этого аппарата, НЯП, считается Хевисайд, великий физик.
Движение винта на скорости, хоть в канале, хоть вне его учтено разницей скоростей. В обозримых пределах верность жтого подхода подтверждается.
Чтобы знать, что происходит в каждый момент нужно просто смотреть состояник по сечениям, что у Вас, в частеости и продемонстрированно на Вашей схеме. И также делают все остальные. Ну, или почти все.
Обсуждаем, рассматриваем, Вы, с тз давлкний, я по "классике", не вижк проблемм.
Дяденька с альтернативным обьяснением реактивного движения только что "изобрёл" безопорник и не заметил этого. Соединив выход шланга со входом и проследив, чтобы он был "правильно изогнут" можно, продолжая его логику, получить реактивную силу без расхода рабочего тела. Плутон и Альфа Центавра ждут! 😀
 
Соединив выход шланга со входом и проследив, чтобы он был "правильно изогнут" можно, продолжая его логику, получить реактивную силу без расхода рабочего тела. Плутон и Альфа Центавра ждут! 😀
Если копаешь то копать нужно глубже - реактивный самолет ведь не расходует рабочее тело? - наоборот добавляет массу топлива...
Атмосфера (или море) действует как буфер с постоянным давлением... я пробовал опустить сопла гидрофлайта в море - подъемная сила не уменьшается! А если подать воду опять в компрессор, то реактивная сила пропадёт и он будет разгонять её дальше пока потери на трение не сравняются с мощностью...

P.S. в любом телефоне легко отключить проверку орфографии - перестанет подставлять ненужные слова...
 
Если копаешь то копать нужно глубже - реактивный самолет ведь не расходует рабочее тело? - наоборот добавляет массу топлива...
Атмосфера (или море) действует как буфер с постоянным давлением... я пробовал опустить сопла гидрофлайта в море - подъемная сила не уменьшается! А если подать воду опять в компрессор, то реактивная сила пропадёт и он будет разгонять её дальше пока потери на трение не сравняются с мощностью...

P.S. в любом телефоне легко отключить проверку орфографии - перестанет подставлять ненужные слова...
Не нужно слишком глубоко копать, во избежание! 😉
Рактивный(и не реактивный, кстати, тоже) самолет рабочее тело расходует, просто он имеет возможность его пополнять "на ходу". Пока он эту возможность "взять на входе, ускорить, выбросить" имеет он будет лететь. Если ему негде "взять", то можно разместить запас рабочего тела на борту и выбрасывать его, получится уже ракета. Если ничего не выбрасывать, а лишь гонять по кругу, то ничего не будет. Закон мохранения импульса. Замкнув вход и выход мы замыкаем систему, а в такой системе без разницы как движутся ее внутренние части, сама система, ее итоговый импульс не меняется. Как, например, не тормозится и не ускоряется Земля от того, что в ее атмосфере носятся сотни самолетов.

PS. У меня астигматизм и здоровенная лапа, те я не очень хорошо вижу и часто промахиваюсь по мелким кнопкам экранной клавы. Если замечаю, исправляю, если нет, то извините.
 
Дяденька с альтернативным обьяснением реактивного движения только что "изобрёл" безопорник и не заметил этого. Соединив выход шланга со входом и проследив, чтобы он был "правильно изогнут" можно, продолжая его логику, получить реактивную силу без расхода рабочего тела. Плутон и Альфа Центавра ждут! 😀
Замечательная идея для демонстрации причины возникновения реактивной силы! Соединить вход и выход...
А опишите, пожалуйста, как по вашему мнению "правильно изогнуть" шланг, соединив вход и выход. И нам, заодно, разъясните как это работает...
Мне очень любопытно, как Вы пришли к идее "безопорного двигателя" ( не "дяденька" ). 🤔
 
А если подать воду опять в компрессор, то реактивная сила пропадёт и он будет разгонять её дальше пока потери на трение не сравняются с мощностью...
Так работают аэродинамические трубы с замкнутым потоком воздуха. Потому, пропеллеры для аэродинамических труб - это совсем не те, которые расчитываются для пропеллера в "трубе для полёта"...
 
Замечательная идея для демонстрации причины возникновения реактивной силы! Соединить вход и выход...
А опишите, пожалуйста, как по вашему мнению "правильно изогнуть" шланг, соединив вход и выход. И нам, заодно, разъясните как это работает...
Мне очень любопытно, как Вы пришли к идее "безопорного двигателя" ( не "дяденька" ). 🤔
Я пришел? 😳
Это я, чтоли, утверждал, что реактивная сила возникает не в сопле, а гдето там внутри? Это я картинку с флайбордом нарисовал с разворотом потока и утверждвл, сто именно этот развлрот и поднимает его, а вытекающая из сопла/шланга вода не имеет у созданию реактивной тяги никакого отношения? Может это я рассказывал про пожарный брансбойт в подобных же тонах?
Нет. Это рассказывал "дяденька". Вот пусть он и обьясняет "конфигурацию шлангов". У меня же все по прежнему: масса истекает из сопла с некоей скоростью и порождает силу реактивной тяги. Хотя есть у меня в загашнике давнишняя полуюморная идея какбы безрасходного движка, но она точно не в рамках этой темы. 😉
 
Делаем мысленный эксперимент. Фиксируем "вентилятор в кольце", надеваем на его кольцо лёгкую тканевую прямую трубу (одним концом) и включаем. Если бы выходящий воздух с другой стороны оказывал на свободный срез трубы реактивную силу, то вся труба быстренько собралась бы к вентилятору. Я думаю, что этого явления никто не наблюдал. А вот если попробовать деформировать (толкнуть или потянуть) эту трубу с какой-либо одной стороны, то будет реакция. Поэтому дядечка на видео по большому счёту прав.

PS. В ВРД сопло и вентилятор находятся близко друг к другу и, кроме того, сопло обычно прямое, поэтому для упрощения картины можно считать, что реактивную силу создаёт струя, выходящая из сопла.
 
Последнее редактирование:
Это я, чтоли, утверждал, что реактивная сила возникает не в сопле, а гдето там внутри? Это я картинку с флайбордом нарисовал с разворотом потока и утверждвл, сто именно этот развлрот и поднимает его, а вытекающая из сопла/шланга вода не имеет у созданию реактивной тяги никакого отношения?
Нет, Вы этого пока не утверждаете.... Потому, я и предлагаю разобраться в наших представлениях о физике процессов, происходящих в канале с потоком, чтобы убедиться, что у всех участников оно более-менее одинаково. Или прийти к соглашению по данному вопросу...
В противном случае, получаем, что один гонит со всей скоростью ( и даже больше ), другой оказывает на собеседника давление, а третий импульсивно возражает, не вникая в суть вопроса... 🙂 А по сути, у нас различное понимание происходящего... (!?)
 
Делаем мысленный эксперимент. Фиксируем "вентилятор в кольце", надеваем на его кольцо лёгкую тканевую прямую трубу (одним концом) и включаем. Если бы выходящий воздух с другой стороны оказывал на свободный срез трубы реактивную силу, то вся труба быстренько собралась бы к вентилятору. Я думаю, что этого явления никто не наблюдал. А вот если попробовать деформировать (толкнуть или потянуть) эту трубу с какой-либо одной стороны, то будет реакция. Поэтому дядечка на видео по большому счёту прав.

PS. В ВРД сопло и вентилятор находятся близко друг к другу и, кроме того, сопло обычно прямое, поэтому для упрощения картины можно считать, что реактивную силу создаёт струя, выходящая из сопла.
Здесь потребуется определить границу... Где начинается "струя выходящая из сопла".
Как Вы понимаете, я против "упрощений" которые ведут к заблуждениям.
Сказать по правде, я сам, до недавнего времени так же считал, что движущаяся по инерции свободная "струя" создаёт тягу. Что пропеллер "давит" на отбрасываемую струю воздуха и "опираясь" на него проталкивает самолёт вперёд... Даже, не смотря на то, что когда-то писал курсовую работу по расчёту высотного сопла ЖРД и имел представление, что такое отрыв юбки высотного сопла при работе на не расчётной высоте с перерасширением. Давление окружающего воздуха, в буквальном смысле, отрывает часть сопла от двигателя.
Но это не помешало мне, рассматривая работу ВРД в "скоростной парадигме", так же полагать, что струя вылетающего воздуха "создаёт тягу". Право, ведь в формуле стоит разность скоростей...!

PS: Однако, для понимания природы, плохо не ошибочное представление о предмете ( мы всю жизнь в чём-то заблуждаемся и учимся видеть верное решение ), а плохо нежелание признать свою ошибку и принять верную точку зрения ( принять и сделать её своей...)
 
для понимания природы,

Что пропеллер "давит" на отбрасываемую струю воздуха и "опираясь" на него проталкивает самолёт вперёд...

=много бы писать (палец сильно устаёт...)=лопасть винта и крыло=аналоги...
=наблюдаем,измеряем и пользуемся "скосом потока" (по святому анатолию)=

-а крыло то откуда "знает" что поток за ним "скошенный" ?

=откуда поток знает (чувствует) что за бугром лобика надо ему опускаться вниз ?
=что надо ему подняться на носике знает от "вперёдсмотрящего"...

-пока не начнём учитывать агромадной энергии "спокойной" атмосферы,
будем топтаться как слепые котята .
 
=2,8 кГ /кВт (2 кГ/лс ) ,

но тоже неплохо (диаметр вентилятора чуть больше 80 см !)
Да, я там очепятался. Утпом щаметил, но поправить сообщение уже нельзя было.
 
Делаем мысленный эксперимент. Фиксируем "вентилятор в кольце", надеваем на его кольцо лёгкую тканевую прямую трубу (одним концом) и включаем. Если бы выходящий воздух с другой стороны оказывал на свободный срез трубы реактивную силу, то вся труба быстренько собралась бы к вентилятору. Я думаю, что этого явления никто не наблюдал. А вот если попробовать деформировать (толкнуть или потянуть) эту трубу с какой-либо одной стороны, то будет реакция. Поэтому дядечка на видео по большому счёту прав.

PS. В ВРД сопло и вентилятор находятся близко друг к другу и, кроме того, сопло обычно прямое, поэтому для упрощения картины можно считать, что реактивную силу создаёт струя, выходящая из сопла.
Хорошая попытка.))
Если у мягкой трубы сделаете косой срез(косое сопло) получите и деформацию. Изза откдонения вектора тяги, которого, по-Вашему быть не может, тк он сфлрмирован на винте и к нему "прибит гвоздями".
А все дело в том, что установка с мягким рукавом, с жесткой трубой и без оных это три РАЗНЫХ установки.
 
Нет, Вы этого пока не утверждаете.... Потому, я и предлагаю разобраться в наших представлениях о физике процессов, происходящих в канале с потоком, чтобы убедиться, что у всех участников оно более-менее одинаково. Или прийти к соглашению по данному вопросу...
В противном случае, получаем, что один гонит со всей скоростью ( и даже больше ), другой оказывает на собеседника давление, а третий импульсивно возражает, не вникая в суть вопроса... 🙂 А по сути, у нас различное понимание происходящего... (!?)
"Гонит со всей скоростью(и даже больше) "(с) это хорошо. Намек оценил. 🙂
Различное понимание мне лично не мешает, пока собеседник держится в рамках и мне это тоже удается. Каждый волен считать так, как ему удобно. Для себя, если результаты сходятся, то пуркуа бы нет? Вот только на уровень выше все равно потребуется давать общеупотребимые методики.
Имху
 
Назад
Вверх