The concept of creating a pulse water gun with a large action range

Autor: Tolkachev, Anatoly, Sydorenko, Iryna, Morozov, Ihor
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2018
Předmět:
Zdroj: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies; Том 4, № 5 (94) (2018): Applied physics; 45-52
Восточно-Европейский журнал передовых технологий; Том 4, № 5 (94) (2018): Прикладная физика; 45-52
Східно-Європейський журнал передових технологій; Том 4, № 5 (94) (2018): Прикладна фізика; 45-52
ISSN: 1729-3774
1729-4061
Popis: We presented the concept of creation of a pneumatic pulse water gun. Its original feature is a use of a developed turbulent flow at the attenuation stage for formation of a jet. We suppose to create the required structure of small-scale turbulence according to a known procedure by means of a lattice in a barrel channel. The maximum intensity of this turbulence will be at a certain distance from a lattice, where a nozzle must be installed to take a turbulent structure into a jet. Well-known theoretical concepts and experimental facts give possibility to state that small-scale turbulence has the property of flow stability to excitations. We assumed that this property would act in a jet and provide its stability before expenditure of turbulence energy and prevent appearance of large-scale turbulence. Thus, it will delay the disintegration of a jet and increase a range of its flight.The analysis of a flow in known fountains with a transparent jet showed that representation of a laminar mode in them is incorrect. We presented a substantiation that special properties of jets are a consequence of a turbulent flow in fountains. This conclusion speaks in favor of the proposed use of turbulence as a tool against vortex formation. However, it is not possibly to apply the technique of creation of a jet in fountains for a high-power pulse water gun.We proposed a schematic diagram of the pulse water gun with a pneumatic ejection of a water projectile. An obvious problem of combination of a pulse flow with creation of small-scale turbulence is instability of a flow at the initial moment of a pulse. We showed the way of the solution to this problem by the experimental determination of real flow characteristics in a particular water gun design. We offered solutions to the most important technical issues of water gun creation.
Представлена концепция создания пневматического импульсного водомета, оригинальною особенностью которого является использование для формирования струи развитого турбулентного течения в стадии затухания. Необходимую структуру мелкомасштабной турбулентности предполагается создавать по известной процедуре с помощью решетки в канале ствола. Максимальная интенсивность этой турбулентности будет находиться на определенном расстоянии от решетки, где должно устанавливаться сопло для выведения турбулентной структуры в струю. Известные теоретические представления и экспериментальные факты позволяют утверждать, что мелкомасштабная турбулентность обладает свойством устойчивости течения к возмущениям. Предполагается, что это свойство будет действовать в струе и обеспечит ее стабильность до расходования энергии турбулентности, препятствуя появлению крупномасштабной турбулентности. Таким образом, задержится распад струи и увеличится дальность ее полета.Проведенный анализ течения в известных фонтанах с прозрачной струей показал, что представление в них ламинарного режима является ошибочным. Представлено обоснование, что особые свойства струй являются следствием турбулентного течения в фонтанах. Такой вывод говорит в пользу предложенного использования турбулентности в качестве инструмента против вихреобразования. Однако методику создания струи в фонтанах принципиально нельзя использовать для импульсного водомета большой мощности.Предложена принципиальная схема импульсного водомета с пневматическим выталкиванием водяного снаряда. Очевидной проблемой совмещения импульсного течения с созданием мелкомасштабной турбулентности является нестабильность течения в начальный момент импульса. Показан путь ее решения этой проблемы через экспериментальное определение реальных характеристик течения в конкретной конструкции водомета. Даны предложения по решению наиболее важных технических вопросов создания водомета
Представлено концепцію створення пневматичного імпульсного водомету, оригінальною особливістю якого є використання для формування струменю розвинутої турбулентної течії у стані згасання. Необхідну структуру дрібномасштабної турбулентності передбачається створювати у каналі ствола за відомою процедурою застосування решітки поперек течії. Максимальна інтенсивність цієї турбулентності буде існувати на певній відстані від решітки, де потрібно встановлювати сопло для виведення турбулентної структури у струмінь. Відомі теоретичні представлення та експериментальні факти дозволяють стверджувати наявність у течії з дрібномасштабною турбулентністю стійкості до збурень. Передбачається, що ця властивість буде активною у струмені до повного згасання енергії турбулентності у процесі в’язкої дисипації. Таким чином буде існувати протидія появі великомасштабної турбулентності і відповідно затримається розпад струменю та збільшиться дальність його польоту.Проведений аналіз дії фонтанів з прозорим струменем показав, що представлення наявності у їх течії ламінарного режиму є помилковим. Представлено обґрунтування, що особливі властивості струменів є наслідком турбулентної течії у фонтанах. Такий висновок свідчить на користь дійсності запропонованого використання турбулентності у якості інструменту проти вихроутворення. Але методику створення струменю у фонтанах, принципово не можливо застосовувати для імпульсного водомету великої потужності.Запропонована принципова схема імпульсного водомету з пневматичним виштовхуванням водяного снаряду. Очевидною проблемою поєднання імпульсної течії з утворенням дрібномасштабної турбулентності є нестійкість течії у початкову мить імпульсу. Показано вирішення цієї проблеми шляхом проведення експериментального визначення реальних характеристик течії у обраній конструкції водомета. Надані пропозиції щодо вирішення найбільш важливих питань створення водомету
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: