При определённых условиях, движение в противоток источника с закрученным потоком жидкости формирует встречный поток с той же круткой, что и движущийся источник.

В такой гидродинамической системе проявляется интересные разделения потоков и новые не скомпенсированные силы, в том числе и осевые, которые могут быть использованы в различных областях науки и техники.

          Рассмотрим развитие струи жидкости без крутки в встречном потоке жидкости.

В большинстве исследований при распространении струи во встречном потоке основное внимание уделяется так называемому переднему участку струи от сечения истечения до сечения разворота, и основным изучаемым параметром является расстояние между этими двумя сечениями или „дальнобойность” струи. 

          Способность встречного потока изменять направление, но не крутку закрученного потока никем не рассматривалось. 

Относительное движение источника струи и жидкости в противотоке приводит к образованию струи в встречном потоке. Форма внешней поверхности может считаться экраном и играет важную роль в процессе формирования струйного течения.

Известно, что струя без крутки под действием встречного потока разворачивается и изгибается, образуя осесимметричный купол. Обладая определенной упругостью, гидродинамический купол в передней его части является препятствием по отношению ко встречному потоку. В результате отрывного обтекания потоком, за этим препятствием, как за плохообтекаемым телом, образуется циркуляционная область с зоной обратных прямых токов в приосевой части.

        Крутка потока при определённых условиях меняет поток жидкости. Экспериментальными работами определены условия, при которых формируется встречный поток с той же круткой, что и движущийся источник.

Эксперимент

      В не подвижной воде равномерно и прямолинейно перемещается трубка с соплом и ленточным завихрителем (угол установки 45 градусов, крутка правая, если смотреть со стороны сопла). Скорость линейного движения трубки с соплом Wi — примерно 0,5 м/с.   Диаметр сопла — 0.5 мм.  Расход подкрашенной жидкости Wa из движущегося сопла примерно 0,5 м/сек. В этом случае формируются закрученные кольца подкрашенной жидкости вокруг центральной трубки в правую сторону, если смотреть со стороны сопла. Интенсивность уменьшается по мере удаления от сопла со ленточным завихрителем.

Увеличиваем расход подкрашенной жидкости из сопла Wa примерно до 1 м/с. Остальные характеристики остаются неизменными.  

Жидкостные кольца начинают сливаться в один общий спиральный поток по всей длине вокруг источника (трубки) с общей круткой в правую сторону, если смотреть со стороны сопла. 

РЕЗУЛЬТАТ:

В ходе экспериментальных работ определено, что скоростные характеристики   движения трубки с завихрителем Wi, расход жидкости Wa  и параметр крутки являются определяющими при формировании встречного потока с той же круткой, что и движущийся источник.

        Из всевозможных значений отношений Wa / Wi наибольший интерес с практической точки зрения представляет условие, когда Wa / Wi лежит в пределах 1-1,5.  

         Возможно, при проведении боле точных измерений этот коэффициент может быть изменён.  В этом диапазоне формируется закрученный поток жидкости с таким же направлением крутки.

В других диапазонах крутка невозможна.

ВЫВОД

Движение в противоток источника с закрученным потоком жидкости проявляет интереснейшие свойства, которые могут быть использованы для следующих целей:

• Формирование новых не скомпенсированных осевых сил.
• Интенсификация химических процессов.
• Интенсификация физических процессов (фильтрация, сепарация, смешивание и т.п.)