Вентиляторные СУ, вентилятор в воздушном канале(ducted fan)

Для более полного преобразования давления в скорость канал/сопло сужают. У Малиша так и сделано на его Мечтателе.
Мне "почемутно", приходит на ум соображение, что сопло сужают по двум причинам.
1. При конструировании, в потоке за пропеллером устанавливают спрямляющий аппарат и стойки крепления привода вентилятора. Вентилятор имеет ступицу некоторого диаметра. Для уменьшения потерь на трение воздуха об эти элементы конструкции, их закрывают обтекателем. заднюю часть обтекателя желательно делать сходящейса к оси под углом не более 12 градусов. Чтобы праметры потока в канале не сильно менялись за плоскостью вентилятора (пропеллера), площадь проходного сечения должна быть одинаковой по оси. Из условия постоянства площади, в чертеже конструкции закладывают сужение.
2. В процессе доводок Винто Моторной Установки ( ВМУ ), возникает необходимость "подогнать" параметры выхода потока на срезе сопла к расчётным по скорости истечения/давлению. Это связано с тем, что накапливаются технологические и расчётные погрешности и пропеллер, как правило, на практике, не выдаёт исходную ( для расчёта ) тягу на желаемой скорости полёта. Если мотор и пропеллер не развивает, требуемые для полной мощности, обороты. Таким образом "поправляют" неточности расчёта.
Заужая сопло на выходе, с одной стороны, увеличивают сопротивление. Но, в то же время, "облегчают" работу пропеллеру. Это позволяет мотору раскрутиться и увеличить мощность, передаваемую пропеллеру. Поток из сопла будет выходить с расчётным расходом, но с несколько большей скоростью.
Расход будет расчётным поскольку при уменьшении площади сечения увеличилась скорость. Потери в давлении не так сильно скажутся на тяге.
Это регулирование позволяет смещать параметры по расходно-напорной характеристике, выводя установку на оптимальные обороты.

Импеллер.jpg


Для примера,расходно-напорная характеристика осевого вентилятора и примерная зависимость от мощности/оборотов

Характеристика.jpg
 
Я не имел в виду сильно зауженные конусы. Если присмотритесь внимательно к картинке из видео, то заметите, что рукава слегка сужаются от тела к срезу. Вот такое сужение и подразумевалось, хотя я согласен, что можно было бы выразиться яснее. Кроме того, я имел в виду картину при "увеличенном напоре" (я там специально процитировал свою же оговорку "Если поддать потока побольше..." которой у Вас в сообщении нету), при котором фигурка не складывается от недостаточно энергичного потока. В третьих, повторю свою мыслю еще раз: при увеличении напора воздуха, вся фигура выпрямится, разгладитсяи как бы "надуется" но при этом рукава её не будут складываться вдоль, что свидетельствет о том, что к ним реактивная сила не приложена. И именно эта картина с "прямыми рукавами" не изменится, даже если надеть пластиковые "соплы" на концы рукавов имитируя пожарный шланг. На них все равно не появится реактивная сила. То есть сослаться на то, что срез рукава мягкий, поэтому он не сминается вдоль - не будет возможным.
Я как раз в согласие и подтверждение вашего тезиса и написал своё сообщение.
Хотел сделать акцент на том, что направление конуса имеет значение и влияет на распределение давления и направление результирующей силы.

Если рукав у человечка скроить с раскрытием конуса, то такая рука будет "морщиться" - "тяга" на стенках конического рукава будет приложена против потока.

И таки да... Цитирование применяю чаще не для ответа ( возражения или согласия ) конкретно тому, чью цитату привожу, но для обозначения, по какому вопросу моё высказывание.
Вероятно, лучше цитировать обезличенно или сперва, написать тезис на который далее изложить свои соображения... 🤔 Придётся давить на несколько клавиш больше...🙂
 
Последнее редактирование:
Точно! Чем больше скорость на выходе из насадка "брандспойта", тем дальше летит вода. Тут простая механика. Камень летит по параболе в стекло тем дальше, чем сильнее ( быстрее ) его кинуть. 🙂

В качестве метательного снаряда ( воды ) пожарный шланг - что надо!
А если насадок пожарного шланга, теперь, проанализировать с точки зрения тяги... Будет ли создаваться давлением воды, в шланге с коническим насадком, тяга?
Есть диаметр сопла на выходе. Давлением воды, на этом диаметре создаётся сила, направленная внутрь шланга.
Есть сужение конического насадка. Давлением воды на площадь поперечной проекции конуса, так же, создаётся сила...

Из каких соображений подбирают соотношение диаметра шланга и выходного отверстия из насадка?
Кто найдёт информацию по данному вопросу...

1679002370055.jpeg
 
Давайте еще раз 😉

Если реактивная сила приложена к косому соплу, то она должна быть приложена и к прямому тоже. Tак ведь?
Тогда почему тканевые рукава на Вашем видео не складываются гармошкой вдоль своей оси? Посмотреть вложение 527866


И целиком рукав тоже не вдавливается в тело "человечка". Наблюдаются только лишь "переломы" от недостатка напора.


Посмотреть вложение 527867

Если поддать потока побольше, то рукава, ноги и весь человек просто надуются и всё. 😉
Не складываются гармошкой потому что движутся. По Вашей теории они вообще двигаться не должны, ведь согласно ей реактивная сила приложена к крыльчатке компрессора и колбасить должно его, а не рукава. 😉
 
Я не имел в виду сильно зауженные конусы. Если присмотритесь внимательно к картинке из видео, то заметите, что рукава слегка сужаются от тела к срезу. Вот такое сужение и подразумевалось, хотя я согласен, что можно было бы выразиться яснее. Кроме того, я имел в виду картину при "увеличенном напоре" (я там специально процитировал свою же оговорку "Если поддать потока побольше..." которой у Вас в сообщении нету), при котором фигурка не складывается от недостаточно энергичного потока. В третьих, повторю свою мыслю еще раз: при увеличении напора воздуха, вся фигура выпрямится, разгладитсяи как бы "надуется" но при этом рукава её не будут складываться вдоль, что свидетельствет о том, что к ним реактивная сила не приложена. И именно эта картина с "прямыми рукавами" не изменится, даже если надеть пластиковые "соплы" на концы рукавов имитируя пожарный шланг. На них все равно не появится реактивная сила. То есть сослаться на то, что срез рукава мягкий, поэтому он не сминается вдоль - не будет возможным.
Так к чемуиже будет приложена реактивная сила в налдутом человеке? Складываться он перестанет лишь по причине компенсации этих сил(рукава дуюттнам180 гр, голове земля прижинит реакцией опоры). Если силы не приложены к срезам, скажем, рук, то они приложены к чему? 😉
 
Мне "почемутно", приходит на ум соображение, что сопло сужают по двум причинам.
1. При конструировании, в потоке за пропеллером устанавливают спрямляющий аппарат и стойки крепления привода вентилятора. Вентилятор имеет ступицу некоторого диаметра. Для уменьшения потерь на трение воздуха об эти элементы конструкции, их закрывают обтекателем. заднюю часть обтекателя желательно делать сходящейса к оси под углом не более 12 градусов. Чтобы праметры потока в канале не сильно менялись за плоскостью вентилятора (пропеллера), площадь проходного сечения должна быть одинаковой по оси. Из условия постоянства площади, в чертеже конструкции закладывают сужение.
2. В процессе доводок Винто Моторной Установки ( ВМУ ), возникает необходимость "подогнать" параметры выхода потока на срезе сопла к расчётным по скорости истечения/давлению. Это связано с тем, что накапливаются технологические и расчётные погрешности и пропеллер, как правило, на практике, не выдаёт исходную ( для расчёта ) тягу на желаемой скорости полёта. Если мотор и пропеллер не развивает, требуемые для полной мощности, обороты. Таким образом "поправляют" неточности расчёта.
Заужая сопло на выходе, с одной стороны, увеличивают сопротивление. Но, в то же время, "облегчают" работу пропеллеру. Это позволяет мотору раскрутиться и увеличить мощность, передаваемую пропеллеру. Поток из сопла будет выходить с расчётным расходом, но с несколько большей скоростью.
Расход будет расчётным поскольку при уменьшении площади сечения увеличилась скорость. Потери в давлении не так сильно скажутся на тяге.
Это регулирование позволяет смещать параметры по расходно-напорной характеристике, выводя установку на оптимальные обороты.

Посмотреть вложение 527869

Для примера,расходно-напорная характеристика осевого вентилятора и примерная зависимость от мощности/оборотов

Посмотреть вложение 527873
Ступица одинаково мешается не только выходу из вентилятора, но и входу. Площадь сечения и там и сям одинаковая в общем случае. Полное давление после вентилятора вследствии подвода энергии возрастает. Чтобы возросшее статическое даалееие перквести в динамическое нужно сечение потока уменьшить. Для максимальной тяги статичиские давлени потока и окр. среды на срезе сопла должны быть равны(полное расширение)
Имху
 
Увеличить скорость истечения струи и быть подальше от огня?
"Бери чуть меньше, кидай чуть дальше".
Массовый расход одинаков, так что "берут столько же". Можно конечно сразу по тонкому шлангу воду подавать, без сужения, но потери а магистрали возрастут, тк трение зависит от скорости потока в квадрате, емнип.
 
=у Чехов (учёные !) выходной канал длинный и явного сужения не вижу...
-разве что в области радиатора.
Чем рукоаодствовались чехи я не знаю. А формулы говопят за сужение. Но если перепад давлений мал, то сюужение может быть просто бессмымленным.
Имху
 
Не складываются гармошкой потому что движутся.
Посмотрите видео своих человечков с 21-ой секунды до 27-ой. 😉
Они там почти неподвижны, а рукава всё равно не сворачиваются.


Так к чемуиже будет приложена реактивная сила в налдутом человеке?
К помпе разумеется, как и в пожарном шланге 🙂


Складываться он перестанет лишь по причине компенсации этих сил(рукава дуюттнам180 гр
Нет, не так. Рукава на 180 градусов -- означает лишь то, что туловище не будет крениться в стороны. И я не вел речи про реактивную силу всего человечка,а только лишь рукава, потому что они как раз играют роль пожарных шлангов. Если есть реактивная сила, приложенная к соплам (срезам обоих рукавов), то она должна эти рукава складывать вдоль их осей в направлении к туловищу человечка. Чего не наблюдается.

Bообще чего мы спорим-то? По-моему нетрудно смастерить прямую трубку из полиэтиленовых пакетов, нацепить её на домашний вентилятор и убедиться, что её свободный край не сминает всю трубу в направлении вентилятора. А раз не сминает, то значит, никакие силы к краю-соплу не приложены.
 
Есть диаметр сопла на выходе. Давлением воды, на этом диаметре создаётся сила, направленная внутрь шланга.
... и приложена эта сила к столбу воды внутри насадки, и далее этим столбом передаётся к помпе.

Hепонятен механизм возникновения реактивной тяги на насадке, если она действительно возникает. Ведь чтобы придать насадке продольную тягу, воде надо взаимодействовать с одним из торцов или как-то отталкиваться от стенок сопла внутри. Oчевидно, что струя воды с торцами не взаимодействует, поэтому интересно узнать, чем и как она отталкивается от внутренней поверхности.
 
Последнее редактирование:
Oчевидно, что струя воды с торцами не взаимодействует, поэтому интересно узнать, чем и как она отталкивается от внутренней поверхности.
Полагаю, что давление воды "толкает" внутреннюю поверхность во все стороны.
Если поверхность имеет наклон к оси потока, то в этом участке и создаётся реактивная сила, направленная вдоль оси потока.
В пожарном насадке действует одна реактивная сила, направленная по потоку воды. Она - результат давления на площадь сечения, образуемую разностью диаметров выхода (сопла ) и внутреннего диаметра шланга. На это кольцевое сечение и давит вода. Таким образом, шланг стремится выпрямиться. Иначе говоря, насадок стремится двигаться по потоку воды, а ткань шланга при этом растягивается и "не пускает" насадок. Вот, когда замок насадка срывает с шланга, тогда насадок летит под действием этой силы.
Можно несколько иначе объяснить эту силу. Это сила сопротивления возникающая в результате ускорения потока в сужающемся сечении. ( Скорость воды растёт, статическая составляющая давления уменьшается. Разность статических давлений на входе в насадок и на выходе - есть реактивная сила. ) На участке сужения имеется повышенное "трение"*. Сила "трения" направлена вдоль поверхности. Вычитая составляющую силы "трения", направленную перпендикулярно к оси, параллельная составляющая силы и будет той самой тягой в сужающемся насадке.
*("Трением", в данном случае служит гидравлическое сопротивление насадка ).

Насадок конический.jpg
 
Последнее редактирование:
В пожарном насадке действует одна реактивная сила, направленная по потоку воды
Иначе говоря, насадок стремится двигаться по потоку воды
Именно так, согласен. И это не та сила, которая может отбрасывать пожарника назад, в обратную сторону от направления потока.
 
Назад
Вверх