ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамика однофазных потоков из "Жидкостные экстракторы" Движущийся однофазный поток может находиться в установившемся и неустаиовившемся состоянии. Для установившегося движения характерно постоянство физических свойств жидкости во времени и непостоянный характер в пространстве, тогда как для неустановивщегося потока его физические характеристики будут меняться не только в пространстве, но и во времени. [c.45] В выражении (III. 1) величина Q представляет собой расход жидкости, который может быть определен как совокупность бесконечно большого числа элементарных струй с поперечным сечением df, движущихся с различными скоростями. [c.45] Различают несжимаемые жидкости (материальные тела, которые находятся в жидком состоянии, например капельные жидкости) и сжимаемые жидкости (газы), объем которых сильно зависит от температуры и давления. [c.46] Следовательно, произведение составляющих скорости и плотности для любого интервала времени Ат есть величина постоянная. [c.46] Из уравнения (III. 4) следует, что произведение составляющих скорости для любого интервала времени Дт есть величина постоянная. [c.47] Следовательно, для несжимаемой жидкости объем, занимаемый ею во время движения, остается постоянным. [c.47] Из выражения (III. 5) следует, что произведение составляющих скорости для любого интервала времени Ат есть величина, зависящая от изменения отношения плотности среды. [c.47] Зависимость (П1.6) называется уравнением Бернулли. Для любой точки потока при установившемся режиме движения жидкости сумма статического и динамического напоров — величина постоянная, увеличение скорости потока в любой точке приводит к уменьшению давления р, а сумма потенциальной и кинетической энергии тоже остается постоянной величиной. [c.48] При 1 , = О (идеальные жидкости) уравнения Навье — Стокса преобразуются в уравнения Эйлера. [c.48] Из уравнений (III. 7) и (III. 8) следует, что движущийся поток жидкости можно охарактеризовать, используя четыре указанных выше критерия подобия. Экспериментальные данные следует представлять в виде функциональной зависимости Еи = ф(Не) или EuFr = ф(Fr/Re). [c.49] Каждая отдельная частица потока движется по сложной траектории. Это является причиной, вызывающей вихревое движение потока. [c.49] Вихревое движение возникает также при наличии поверхности раздела фаз. Поверхности раздела образуются при про-тивоточиом движении жидкостей и обтекании жидкостью тел любой формы (шаровидных частиц, цилиндрических тел и т. д.). В результате трения между движущейся жидкостью и обтекаемым телом возникает так называемый пограничный слой, толщина которого зависит от свойств жидкости и характера движения потока. Поверхности раздела могут образоваться за счет изменения давления р и плотности р жидкости при ее течении. На величину плотности жидкости существенное влияние оказывает изменение концентрации вещества и температуры потока. [c.49] Как следует из уравнений (III. 9) и (III. 10) вихревое движение жидкости определяется полем угловых скоростей вращения частиц жидкости. [c.50] Для идеальных жидкостей образовавшийся вихрь может существовать и не изменяться с течением времени, однако для реальных жидкостей вихри образуются и затухают в результате влияния вязкости жидкости. Взаимодействие вихрей вызывает перемещение вихревых систем в пространстве. Образование вихрей в жидкости обусловливает появление в ней добавочных скоростей, что в конечном счете приводит к ускорению процессов массообмена. [c.50] При взаимодействии вихрей создается поле скоростей в жидкостях, причем траектория движения любого вихря в результате воздействия сил трения имеет сложный характер. Движение вихрей приводит к выравниванию скоростей в поперечном сечении движущегося потока и концентраций вещества в движущихся потоках, что также имеет большое значение для процессов массообмена. [c.50] Универсальным показателем, характеризующим турбулентность, является критерий Рейнольдса. [c.52] Здесь т — масштаб турбулентности, полученный из измерения корреляционного коэффициента между подобными скоростями в двух точках О — коэффициент молекулярной диффузии. [c.52] Режим развитой турбулентности, не зависящий от величины критерия Рейнольдса, называют автомодельным. [c.52] Вернуться к основной статье