Горный вестник Узбекистана 2007 №2

Рис. 1. Поперечные распределения продольной скорости по осям Oy (а) и Оz (б)

расчетных данных, полученных на основе алгебраи-
ческой и «k-ε» модели турбулентности в разных ис- ходных значениях к. Из результатов, приведенных в виде графиков, видно, что при малых значениях k ядро струи заметно сохраняется.
В начальных участках струи результаты исследо- вания моделей взаимно хорошо согласуются, естест- венно, с экспериментальными данными работы [8], тоже, и далее, с удалением от среза сопла, результа- ты, полученные на основе «k-ε» модели турбулент- ности, занижены.
Из этих графиков видно, что ширина струи в на- правлении большой оси отверстия в начале умень- шается, в то время как в направлении малой оси она растет.
На некотором расстоянии вниз по потоку их зна- чения становятся равными, после чего обе ширины возрастают практически одинаково. При этом форма струи стремится к осесимметричной - форма струи

переходит в круглую форму ( x  5) . По-видимому, начальное уменьшение ширины струи связано с на- личием боковых скоростей.

Седлообразное поведение профилей продольной
скорости в направлении большой оси наблюдалось в экспериментах Сфорца [9], но не были получены численно с использованием «k-ε» модели в работе [2], где исследовалась свободная трехмерная турбу- лентная струя, истекающая из сопла прямоугольной формы.
Свойством, которое не удается получить в расче- те авторами работ [2], даже при модификации на- чальных условий, является наблюдаемое в экспери- менте наличие седлообразной формы профилей ско-
рости в направлении оси z , и объясняется двумя возможными причинами:

1. 
   Градиент давления вдоль оси, который здесь не учитывается, может не быть пренебрежимо ма- лым при наличии значительного поперечного дви- жения, и это может ускорять или замедлять некото- рые области течения относительно других областей.
   
2. 
   Тот же характер, что и аргументы, приведен- ные в введении, может быть обусловлен какими-то вторичными течениями, которые накладываются на вторичные течения, возникающие из-за условий истечения из отверстия.
   

Это дополнительные вторичные течения, вызван- ные турбулентностью, могут способствовать перено- су жидкости, обладающей высоким количеством движения, от центральной части струи к краям и, таким образом, приводить к образованию седлооб- разной формы профилей скорости.
Нам кажется, что, скорее всего, авторы [2] ис- пользовали эмпирические константы, участвующие в
«k-ε» модели, приемлемые для не сжимаемой жид- кости. Нами были в процессе многочисленных экс- периментальных расчетов подобраны значения эм- пирических констант C₁, C₂ , они, соответственно,
равны C₁  0,44, C₂  0,5 .