Vírová ulice

Vortex street (také Karmanova cesta na počest Theodora Karmana ) - řetězce vírů , které jsou pozorovány, když tekutina nebo plyn proudí kolem prodloužených válcových těles (nebo jiných lineárně protáhlých špatně proudnicových profilů) s podélnou osou kolmou ke směru pohybu spojitého střední.

K oddělení vírů dochází postupně na obou stranách těla; po opadnutí tvoří víry dva řetězce za tělem, směr otáčení vírů v jednom řetězci je opačný než směr otáčení ve druhém.

Jev lze pozorovat pouze při omezených hodnotách Reynoldsova čísla (např. u válců se rozsah pohybuje od 47 do 10 5 ). Rozměry dráhy závisí na velikosti proudnicového tělesa a mezi šířkou dráhy a vzdáleností mezi sousedními víry existuje lineární vztah.

Jako u každého turbulentního proudění zažívá tělo odpor, který se zvyšuje se šířkou dráhy.

V technologii

Vírové průtokoměry využívají toho, že frekvence vírů f v první aproximaci je úměrná rychlosti proudění v a závisí na bezrozměrném kritériu Sh ( Strouhalovo číslo ) a šířce šlupky d [1] [2] :

f = Sh · v / d .

Měření frekvence vln způsobených proléváním vírů umožňuje určit rychlost proudění bezkontaktním způsobem.

Vortexové dráhy jsou také zodpovědné za vibrace strun v Liparské harfě .

Z velké části je však rozsáhlé uvolňování vírů kolem strojních součástí a inženýrských konstrukcí technickým problémem kvůli riziku selhání konstrukce. Například tři z osmi chladicích věží v elektrárně Ferrybridgese zhroutila 1. listopadu 1965 v důsledku víru způsobeného větrem o rychlosti 130 km/h [3] . Vznik vírové ulice je důsledkem houpání výškových staveb - věží , mrakodrapů , komínů . Obzvláště nebezpečné je rezonanční kývání, při kterém se frekvence tvorby vírů shoduje s nebo se blíží přirozené mechanické frekvenci horizontálních kmitů konstrukce, což často vede k destrukci, proto se při navrhování takových konstrukcí používá modelování foukacími modely. ve větrných tunelech .

Aby se zabránilo vytvoření vírové ulice, používá se několik technik:

V případech, kdy není možné potlačit vznik vírové ulice změnou aerodynamického tvaru, např. při proudění větru kolem vodičů elektrického vedení, dochází k vibracím a vibracím vodičů, které vedou k přetržení vodičů v místech jejich vedení. připevnění k izolátorům, jsou potlačeny speciálními tlumiči vibrací.

Další fakta

Před Karmanem byla vírová ulice objevena N. E. Žukovským při studiu Duboisova paradoxu („On the Dubois Paradox“, 1891). Zaznamenal to jako řetězec vírů vytvořených, když proud vody protéká kolem ploché desky instalované kolmo k proudu. Pozornost byla věnována, protože řetězec vírů za deskou se lišil od pozorovaného vzoru, když se samotná deska pohybovala ve stojaté vodě.

Poznámky

  1. ↑ Kremlevsky P.P. Průtokoměry a počítadla množství látek. Adresář. - Ed. 5., per. a další .. - Petrohrad. : Mashinostroenie, 2002. - 409 s. - 3000 výtisků.
  2. ↑ Kiyasbeyli A. Sh., Perelshtein M. E. Vortexové měřicí přístroje. - M .: Mashinostroenie, 1978. - 152 s.
  3. ↑ Ford, David N. When Technology Fails: významné technologické katastrofy, nehody a selhání dvacátého století  / Neil Schlager. — Gale Research, 1994. - str  . 267 -270. - ISBN 0-8103-8908-8 .
  4. ↑ Co jsou spoilery a proč jsou na komínech potřeba? (nedostupný odkaz) . Získáno 24. listopadu 2013. Archivováno z originálu 5. října 2016. 

Literatura

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie
V bibliografických katalozích