Турбулентный поток в трубе

Для систем сравнительно простой геометрии (например, ламинарный или турбулентный поток в трубе) можно аналитически рассчитать неравномерность распределения частиц по времени пребывания, исходя из известного профиля распределения скоростей по сечению аппарата. В более сложных случаях для обнаружения возрастной неравномерности элементов потока необходимо каким-либо способом пометить частицы в момент их входа в аппарат, а затем, анализируя меченые частицы, произвести их распределение по возрастам. Обычно это осуществляется введением в поток небольшого количества индикатора, чтобы не нарушить общую гидродинамическую картину течения жидкости (газа), и затем последующим анализом концентрации потока в определенном месте системы. [c.212]

Отметим, что критерий Пекле для турбулентного потока в трубах (Не > 10 ) настолько велик, что при [c.109]

Сопротивление при турбулентном потоке в трубах на участке гидродинамической стабилизации. Из уравнения (2.47) имеем [c.76]

Формула Кольборна (5.14) хорошо согласуется с формулой Кармана (5.13) в пределах 0,8 Рг 30 [20]. Формулы (5.14) и (5.15) хорошо подтверждаются для турбулентного потока в трубах и для турбулентного и ламинарного течения вдоль плоской поверхности. Однако эти формулы совершенно непригодны для случаев ламинарного потока в трубе и при поперечном обтекании одиночных труб и трубных пучков [142]. [c.154]

Задача о гидравлическом сопротивлении трения трубы при неустановившемся турбулентном движении среды до настоящего Бремени не имеет точного решения. Это объясняется прежде всего тем, что неизвестны закономерности изменения турбулентности при неустановившемся движении среды. С помощью ряда предположений оказалась возможной приближенная оценка изменения гидравлического сопротивления трения трубы при колебаниях турбулентного потока жидкости. Одно из исходных предположений состояло в том, что характеристики турбулентности могут быть приняты такими же, как для установившегося потока, на который накладываются колебания с малыми по амплитуде скоростями течения. Для этого случая была составлена математическая модель неустановившегося турбулентного потока в трубе, подробно описанная в работе [28]. Приведенные там же результаты исследований показывают, что для турбулентного потока в трубе можно найти безразмерную частоту колебаний, при превышении которой [c.255]

Для отыскания связи между числами Рейнольдса для модельного и натурного потоков необходимо воспользоваться равенством (1.29), в котором Е следует выразить через Не. Используя данные экспериментальных изучений пульсационных характеристик турбулентных потоков в трубах и в мешалке с цилиндрическим ротором, автором получено соотношение между числами Не, при которых процессы деэмульсации в модельных и натурных условиях будут идентичны [c.45]

Были проведены расчеты для участка, на котором одновременно происходит тепловая и гидродинамическая стабилизация турбулентного потока в трубе. Однако, по мнению авторов, такие решения имеют весьма ограниченную область применения и могут привести к ошибкам. Если труба имеет плавный вход, то возникает тенденция к развитию ламинарного пограничного слоя с последующим переходом к турбулентному течению, причем характеристики теплообмена в этом случае совершенно отличны от тех, которые существуют при формировании турбулентного пограничного слоя сразу же у входа в трубу, как это и принимается во всех подобных решениях. Если во входном сечении кромка трубы острая, то это вызывает отрыв пограничного слоя на входном участке и развитие турбулентности, определяющей значительно большую интенсивность теплопередачи на входном участке, чем это следует из решений, основанных на предположении о развитии турбулентного пограничного слоя. В гл. 7 приведены характеристики, основанные на экспериментальных данных для нескольких типов труб, имеющих острую входную кромку можно полагать, что эти данные гораздо точнее и полезнее при расчете теплообменников, чем имеющиеся аналитические решения. [c.88]

Рассчитайте кривые распределения температур для гидравлических и термических стабилизированного ламинарного потока, протекающего через трубу с круглым поперечным сечением, для случая постоянного потока через стенку трубы и постоянной температуры стенки. При расчете примите, что скорость постоянна в поперечном сечении трубы. Вычислите критерии Нуссельта для обоих пограничных условий. Позже будет показано, что полученные результаты являются хорощим приближением к теплообмену в установившемся турбулентном потоке в трубе для жидкости с очень малыми значениями критерия Прандтля. [c.252]

Рис. 8-8. Значение коэффициента теплообмена для переходной зоны от ламинарного к турбулентному потоку в трубе [Л. 351].

Рис. 17. Распределение пульса-ционных скоростей и величины длины пути смешения по сечению турбулентного потока в трубе

Рассмотрим теперь с этой же точки зрения непрерывный поток в трубе постоянного сечения при турбулентном режиме течения. Профиль скорости турбулентного потока в трубе не может быть записан в форме единого соотношения. Известно лишь, что для основного турбулентного ядра потока можно получить (здесь приводится без вывода) логарифмическое распределение осредненной скорости в зависимости от расстояния у от твердой стенки [c.134]

Низкое значение показателя степени при Ке показывает, что при малых числах Рейнольдса этот параметр все же оказывает некоторое влияние на теплоотдачу. Показатель степени при Рг близок к обычному показателю при Рг для турбулентного потока в трубах. [c.351]

Сопоставляя уравнения (3) и (4), получим уравнение, связывающее эквивалентные в тепловом отношении скорость вращения диска с линейной скоростью турбулентного потока в трубе [c.7]

Основы механики турбулентного потока в трубах. Примером для исследования физики турбулентного движения является турбулентный поток в трубах, наиболее изученный в настоящее время экспериментально и теоретически. Остановимся на основных положениях механики этого потока, которые могут послужить стержнем для понимания физики турбулентного потока вообще. [c.137]

Рис. 4.1. Распределения осредненных скоростей чистого воздуха и воздуха в присутствии пластиковых частиц при восходящем турбулентном потоке в трубе (Ux 13 м/с. Reo М = 0 2 М =

Рис. 4.4. Распределения продольной (а) и поперечной (б) составляющих осредненной скорости чистого воздуха (1) и частиц стекла (2-4) при нисходящем турбулентном потоке в трубе (Ux = 5,2 м/с, Reo = 15300) 2 — М = О, 05

Рис. 4,5, Распределения осредненных скоростей чистого воздуха (Г) и пластиковых частиц (2-4) при восходящем турбулентном потоке в трубе (Ux 20 м/с, Reo 3,1- 10 ) 2 — М = 1,2 3 — М = 2,2 4 —

Рис. 4.6. Распределения интенсивности пульсаций скоростей чистого воздуха и воздуха в присутствии пластиковых частиц при восходящем турбулентном потоке в трубе Ux 13 м/с, Reo 2,3 10 ) 1 М = 0 2 — М = О, 5 3 — М =

Рис. 4.10. Распределения продольной а) и поперечной б) составляющих интенсивности пульсаций скоростей чистого воздуха (1), воздуха в присутствии частиц (2-3) и твердых частиц (4 - 6) при нисходящем турбулентном потоке в трубе Ux = = 5,2 м/с, Reo = 15300) 2,4 —М = О, 05 3,5 — М = О, 35 6 — М = 1, 2

Рис. 4.12. Распределения интенсивности пульсаций скоростей чистого воздуха (1) и воздуха в присутствии пластиковых частиц (2-4) при восходящем турбулентном потоке в трубе (Ux и 13 м/с, Reo 2,2 10 ) 2— М = 0,6 3 — М = 2,3 4 —

В действительности, описанная картина слишком упрощена, поскольку хаотическое движение охватывает не все пространство внутри трубы. В центре трубы пульсации скорости почти полностью хаотичны. Однако в непосредственной близости от стенки масштаб пульсаций в осевом направлении значительно превышает соответствующей масштаб в радиальном направлении, а на самой стенке все пульсации обращаются в нуль. Отсюда с очевидностью следует, что физические свойства турбулентного потока должны претерпевать заметные изменения вдоль радиуса трубы. Хотя эти изменения происходят непрерывно, принято считать, что турбулентный поток в трубе включает три зоны 1) ламинарный подслой, в котором поле скоростей подчиняется закону вязкости Ньютона 2) буферную зону, где ламинарный и турбулентный механизмы переноса количества движения сравнимы между собой 3) область полностью развитой турбулентности, в которой чисто ламинарные эффекты практически не сказываются на характере течения. [c.147]

Средняя скорость турбулентного потока в трубе, а) Профили скоростей в турбулентных потоках, текущих по гладким круглым трубам, иногда удобно описывать с помощью распределения [1] [c.166]

Г. Тейлором [153] на основе решения уравнения конвективной диффузии в цилиндрическом канале получено также выражение для эффективного коэффициента диффузии при турбулентном потоке в трубе [c.105]

Из анализа экспериментальных данных по теплообмену в случае вынужденного турбулентного потока в трубе был получен следующий вид зависимости для определяющего компонента [c.81]

Отличая поведение теплоносителей в турбулентном потоке в трубе от поведения в ламинарном потоке, мы приняли, согласно принципам гидродинамики, что переход от одного режима движения к другому происходит при значении критерия Рейнольдса в пределах 2100—2300. Это справедливо тогда, когда мы пользуемся обычным выражением критерия Рейнольдса, а не модифицированными, которые имеют лишь расчетное значение и являются пропорциональными обычному числу Рейнольдса. Когда пользуются модифицированными критериями Рейнольдса, переход от ламинарного движения к турбулентному происходит также при некоторых постоянных значениях, но эти значения не укладываются в указанные выше пределы. Кроме того, надо помнить, что переход от одного режима потока к другому происходит плавно, и имеет место некоторый переходный режим, где строго ламинарный характер движения исчезает при Ке 2100—2300, но турбулентный поток (в полном смысле этого слова) появляется только при сравнительно высоких значениях критерия — при Ке = 10 ООО. Чем выше вязкость агента, тем труднее возникает турбулентный режим потока. У переходного режима тем шире границы, чем выше вязкость агента, однако они не выходят из пределов Кея 2100—10 000. [c.185]

Для увеличения коэффициента а при турбулентном потоке в трубе пользуются простым и дешевым способом — некоторым сжатием трубы через равные промежутки Ь. Каждое сжатие деформирует периметр трубы круглого сечения в сплющенный эллипс с меньшей осью а. Исследования [161], проведенные на трубках 0 27,5/21 и 33,6/26,4 лл для потока воздуха при пределах Ке = 9000 — 60 000, /о =1,2 — 5,6, [c.280]

Последнее уравнение дает хорошие результаты для турбулентного потока в трубе и согласуется с опытными данными в пределах 20%, [c.359]

Аналогия Кольборна. Рассмотрим безразмерное уравнение сопротивления турбулентному потоку в трубе (гл. VII) [c.360]

Процесс теплообмена в однофазной среде можро улучшить вдувом газа в жидкость через пористую нагреваемую поверхность 12]. В 57 показано, что впрыск однородной жидкости в турбулентный поток в трубе увеличивает локальные коэффициенты теплоотдачи в 5 раз. Подобный [c.326]

F. Теплообмен в турбулентных потоках слабых растворов полимеров. Хорошо известно (см. 2.2.8), что добавление малых количеств полимеров, имеющих высокую молекулярную массу, к турбулентному потоку в трубах может привести к существенному снижению коэффициента трения при заданном числе Рейнольдса. Неудивительно, что тот же самый механизм, который даст это снижение торможения среды, мог бы также воздействовать на тепло-и массопереиос к стенке в турбулентном потоке. [c.336]

Работа К. И. Щелкина явилась отправным пунктом для последующих многочисленных исследований, появление которых было вызвано тем, что эксперименты с распространением пламени в свободных турбулентных потоках (в трубах, струях и т. п.) не подтвердили формулы (6-16) и (6-18). Теоретические расчеты также давали более сложные зависимости, которые к тому же не согласовывались друг с другом у разных авторов. Детальный анализ противоречивых выводов, полученных разными авторами на основе ламинарной модели, приведен в монографии А. С. Соколика. [c.136]

Выведите уравнение для коэффициента теплообмена при испарительном охлаждении, используя подход Ранье, как описано на стр. 378. Используйте зависимости, приведенные в 8-1, для описания условий в турбулентной части поля потока и модель потока Кётте для описания условий в ламинарном подслое. Получите уравнение для турбулентного потока в трубе и для турбулентного пограничного слоя. [c.384]

Результаты экспериментов по исследованию коагуляции частиц в турбулентном потоке в трубе и в мешалке представлены в работах [20, 108]. В этих работах показано, что из указанных теоретических моделей лучше всех описывает коагуляцию частиц в турбулентном потоке в трубе модель, предложенная в [20], в то время как диффузионная модель, предложенная в [19] дает сильно завьшиенные значения скорости коагуляции для турбулентного потока как в трубе, так и в мешалке. [c.349]

Потребуем, чтобы конечный размер капель был равен среднему размеру [см. (14.14)], формирующемуся в турбулентном потоке в трубе. Используя выражение = inRl/3 и соотношение (14.5) для и полагая t = L/U, получаем требуемое расстояние от УПК до сепаратора [c.486]

Решение указанной задачи по теплообмену Лацко [364] для стабилизованного гидродинамически турбулентного потока, а также исследование Маргулиса [365], опыты Рубинштейна [101], Аладьева [162] и других показывают, что величина так называемого начального участка трубы, где происходит практическая стабилизация критерия Ни, для турбулентного потока в трубе гораздо меньше, чем для ламинарного. Поэтому предельным значением критерия Ни можно [c.294]

Расчет теплообмена по уравнению (III. 12) в случае химически равновесных смесей равнозначен расчету теплообмена по среднеинтегральным значениям эффективной теплопроводности смеси. Для расчета коэффициента теплоотдачи с учетом кинетики химической реакции необходимо знать состав газа на стенке. Для оценочных расчетов теплообмена в химически неравновесных смесях можно воспользоваться результатами работы [10], в которой проведено экспериментальное изучение теплообмена в случае вынужденного турбулентного потока в трубе для системы 2N025 2N0-b02 в диапазоне температур газа 140—550 °С, давлений 10— 60 ата и чисел Re= 10 - 3 10 . [c.58]

Перенос тепла и вещества обусловливается вихревыми движениями потока. Те же вихревые движения вызывают трение при переносе количества движения. Для случая движения турбулентного потока в трубах или вдоль плоской поверхности Чилтон и Кольбурн [5] нашли следующее эмпирическое соотношение [c.63]

Несомненный интерес представляют некоторые детали турбулентного потока в трубах. В основном уравнении Прандтля (1.13) имеется постоянная интегрирования, которая не является поЬтоянной. Она изменяется по сечению трубы от 0,5 до 0,3 (около оси трубы), что, 20 [c.20]

Принимая X для турбулентного потока в трубе, например, по Бла-зиусу (гл. VII) [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология