Ламинарное течение ламинарный слой

Проблеме гидродинамической устойчивости ламинарного течения в плоских каналах и трубах с проницаемыми стенками и условиями перехода в турбулентный режим посвящен ряд исследований [1]. Выводы о влиянии отсоса (вдува) на устойчивость пограничного слоя сводятся к следующему в плоском канале отсос стабилизирует течение, повышая критическое число Рейнольдса (рис. 4.6) вдув вначале резко дестабилизирует процесс, однако при параметрах вдува, больших критического, наблюдается слабый рост критического значения числа Рейнольдса Re . Потеря устойчивости ламинарного течения в трубах с проницаемыми стенками имеет особенности в частности, отсос дестабилизирует течение, снижая Re . [c.132]

Перенос тепла в области перехода. Наиболее важным для практики результатом процесса перехода является повышение интенсивности теплопереноса по сравнению со стационарным ламинарным течением. На рис. 11.4.6 в качестве примера показано, как возрастают локальные характеристики теплопередачи при изменении режима течения от ламинарного до полностью турбулентного. Эти данные заимствованы из работы [127], где они получены при исследовании течения воды около вертикальной поверхности, нагреваемой тепловым потоком постоянной плотности. Увеличение локального коэффициента теплопередачи кх сопровождается соответствующим уменьшением локальной температуры поверхности по сравнению с ее значением при ламинарном режиме течения. Данные рис. 1-1.4.6 соответствуют пяти значениям теплового потока видно, что с его увеличением область перехода смещается вперед, а отклонение чисел Нуссельта Кпл от значений для ламинарного погра ничного слоя возрастает. Зависимости, характерные для полностью развитого турбулентного течения, устанавливаются далеко вниз по потоку. Результаты измерений хорошо согласуются с корреляционными зависимостями [153]. [c.46]

В пограничном слое часто достигается естественная турбулентность, возникающая при определенной высоте поверхности теплообмена, когда ламинарное течение переходит в турбулентное под. влиянием повышения скорости в результате гравитационного воздействия (см. Пленочная конденсация , стр. 83). [c.99]

Вопрос о влиянии скорости пара на теплообмен при конденсации на вертикальной охлаждаемой стенке впервые теоретически был исследован Нуссельтом. Задачу решали для случая ламинарного течения пленки конденсата в предположении постоянства скорости парового потока вдоль поверхности конденсации, что позволило пренебречь падением давления на поверхности и внутри слоя пленки, а также изменением касательного напряжения трения на границе раздела фаз в направлении парового потока. При выводе расчетных зависимостей Нуссельт исходил также из постоянства коэффициента трения между паром и пленкой конденсата (С/п = 0,00515) и не учитывал влияние поперечного потока массы-конденсирующегося пара на изменение касательного напряжения. В результате была получена следующая зависимость для отношения коэффициентов теплоотдачи при движущемся и неподвижном паре [c.133]

В главе о теплоотдаче от стенки к протекающей жидкости нами было описано, как при течении жидкости вдоль стенки образуется тонкий ламинарный слой (пленка), через который тепло переходит только посредством теплопроводности. Теплоотдача зависит от толщины пленки, которая, в свою очередь, зависит от физических свойств жидкости и характера течения. При увеличении турбулентности потока толщина пленки уменьщается, однако ламинарный характер ее течения сохраняется, потому что капиллярные силы, которые удерживают жидкость у стенки, являются весьма значительными. [c.99]

Течение пара в общем бывает трех типов. Имеется существенное различие между турбулентным и ламинарным течением [47]. Первое характеризуется более или менее распространенными мелкими завихрениями, и влияние давления на поток в значительной степени зависит от плотности среды. При ламинарном течении преобладает равномерное, без завихрений, движение среды, и действие давления может быть приписано чисто скалывающему движению слоев среды по отношению друг к другу. При этих условиях влияние давления в значительной степени зависит от вязкости среды. В жидкостях переход от турбулентного к ламинарному течению всегда бывает резким и связывается [c.392]

Течение жидкости (газа) через пористые вещества происходит подобно течению через слои зернистых твердых веществ. Однако вследствие того, что уплотненное пористое вещество имеет сложную сеть каналов, трудно связать характеристику потока с размером частиц или площадью их поверхности подобно тому, как это делается для слоев зернистых твердых веществ. Тем не менее, общий вид зависимости падения давления от объемной скорости подобен по форме аналогичной зависимости для слоев зернистых твердых веществ, т. е. переход от ламинарного потока к турбулентному происходит постепенно. Следовательно, в эту зависимость должны быть включены факторы. вязкости и инерции. Уравнение для потока несжимаемой жидкости будет иметь вид [c.174]

Ламинарное течение остается устойчивым при относительно небольших числах Рейнольдса. При возрастании числа Яе в результате увеличения скорости течения, изменения геометрических условий или вязкости при некотором критическом значении этого числа наступает резкое изменение характера течения жидкости. Теряется устойчивость и плавность движения, появляются завихрения, слои жидкости непрерывно перемешиваются и их движение становится криволинейным и запутанным. При таком движении, которое называется турбулентным, процессы массопередачи совершаются со значительно большими скоростями, чем при ламинарном. Тем не менее, даже при турбулентном течении в ряде случаев наиболее медленной стадией массопередачи может быть молекулярная диффузия. [c.190]

При стекании жидкости ио наклонной или вертикальной поверхности характер движения потока может быть турбулентным (как, наиример, в колонне с орошаемой стенкой, рассмотренной в главе IV, при достаточно высоких значениях числа Рейнольдса). Кроме того, скорость абсорбции может быть увеличена и при ламинарном течении за счет волнообразования на поверхности и возникающих при этом конвективных перемещений. В точках контакта отдельных элементов поверхности часто происходит периодическое смешение слоя жидкости при его стекании по насадке по вертикальному ряду дисков или шаров. [c.98]

Течение жидкости через слой сыпучего материала может иметь ламинарный или турбулентный характер. Мерой подобия течения является видоизмененный критерий Рейнольдса. На основании опытов было установлено, что при Не 10 течение будет ламинарным, а при Не > 100 имеет место явно турбулентное движение. Интервалу 10< Ке< 100 соответствует переходная область между ламинарным и турбулентным течениями. Для ламинарного течения (Ре< 10), как было отмечено в теоретическом выводе, показатель п = I. На основе опытных исследований было установлено, что постоянная в уравнении (2-131) имеет значение 400. Значит, коэффициент трения для ламинарного течения можно представить в виде уравнения [c.101]

На кривой 2 имеется два минимума. Первый соответствует переходу ламинарного течения в слое в турбулентное. Коэффициент теплоотдачи при этом резко возрастает при больших значениях числа Рей- [c.223]

В гл. 6 было указано, что при изотермическом турбулентном течении измерения, проводимые в направлении от стенки к ядру потока, указывают на присутствие у стенки тонкого подслоя с ламинарным течением, пограничного слоя, расположенного за этой ламинарной пленкой и, наконец, турбулентной зоны в основном ядре потока. Как для выяснения механизма теплоотдачи от стенки к жидкости, так и для исследования допущений, положенных в основу вывода теоретических зависимостей, которые характеризуют тепловые потоки от трубы к жидкости, значительный интерес представляют измерения скорости и температуры в потоке жидкости. [c.281]

При ламинарном течении шероховатость не оказывает влияния на сопротивление трения. При турбулентном течении шероховатость начинает проявляться, как только толшина граничного слоя приближается к высоте выступа б. Если значение б превышает толщину пограничного слоя, то коэффициент сопротивления зависит только от шероховатости стен и не зависит от критерия Ке. В этом случае [c.171]

По нашим-представлениям основную роль в процессах переноса в зернистом слое при очень малых Кеэ играют флуктуации скорости и неравномерность распределения потока по сечению слоя, которые вызывают неравномерность полей температур. В разделе 11.9 показано, что при ламинарном течении массовая скорость в зернистом слое пропорциональна е и В экс- [c.162]

Выше было сказало, что теплоотдача от стенки к жидкости происходит всегда теплопроводностью через ламинарно текущий слой пленки. Однако теплопроводность жидкости является незначительной, вследствие чего пленка оказывает большое сопротивление передаче тепла. Поэтому важной задачей, поставленной развитием техники, является решение вопроса об интенсификации теплоотдачи путем существенного уменьшения толщины пленки ламинарного течения или разрушения ее. [c.99]

Уравнение (5.58) используют при расчете процессов перекачки маловязких жидкостей тина воды, бензина, спирта и т. п. Законы, описывающие процессы течения (деформирования) смазочных масел и специальных жидкостей, требуют учета внутреннего трения этих материалов. Для лучшего понимания особенностей и закономерностей течения реальной вязкой жидкости рассмотрим простейший случай ее деформации между параллельными неподвижной и сдвигаемой поверхностями (рис. 5.11). Слой жидкости, непосредственно прилегающий к движущейся пластинке, перемещается со скоростью и акс. Скорость движения слоя жидкости у неподвижной пластинки ио равна нулю. Распределение скоростей по зазору при ламинарном течении подчиняется линейному закону [c.266]

Аналитическое исследование гидродинамики и массообмена в каналах с отсосом или вдувом проводят для ламинарных течений интегрированием системы уравнений (4.1)—(4.4), для турбулентных — на основе дифференциальных и интегральных соотношений модели пограничного слоя при этом основные результаты по коэффициентам трения и числам массообмена обычно представляют в форме относительных законов сопротивления и массообмена [1—3] [c.123]

Единица динамической вязкости — паскаль-секунда — это динамическая вязкость среды, касательное напряжение в которой при ламинарном течении слоев с разностью скоростей 1 м/с, на- [c.21]

Как показывает анализ переходных процессов, происходящих в малообъемных роторных смесителях, которые работают в импульсном режиме, характерное время установления турбулентного течения (14) определяется и конструктивными параметрами аппарата, и технологическим режимами работы. Учитывая, что толщина ламинарного слоя 5о определяется соотношением [c.324]

Ламинарное течение при больших числах Рейнольдса (теория пограничного слоя) [c.107]

До настоящего времени не существует теории, описывающей переход от ламинарного течения в пограничном слое к турбулентному. Более того, описание полностью турбулентного пограничного слоя требует использования эмпирических или полуэмпирических моделей турбулентности (см. 2.2. 1). Моделирование турбулентности является одной из ва нейших проблем гидродинамики. [c.135]

Несмотря на отмеченные различия, коэффициент теплоотдачи слоя конденсата для ламинарного течения определяется так же, как и для обычных конденсатных пленок, т, е. уравнением (2). Однако когда градиент температуры в пленке велик, коэффициент теплоотдачи становится ниже вследствие эффектов переохлаждения и инерции в жидкости. Поправка для коэффициента теплоотдачи приведена в [7] [c.349]

При течении газожидкостной смеси в трубах (при пузырьковом, барботажном и снарядном режимах) уравнение (П. 11) перестает быть справедливым. Дело в том, что движущиеся относительно жидкости газовые пузыри вызывают в ней дополнительное пульсационное течение, которое уменьшает толщину пристенного ламинарного слоя и вызывает увеличение коэффициента турбулентного обмена в жидкой фазе. [c.23]

Теплообмен при турбулентном режиме течения пленки. Если в ламинарной области течения пленки при увеличении числа Рейнольдса происходит уменьшение коэффициента теплоотдачи, то при турбулентном режиме с ростом Re j, возрастает степень турбулентности потока, уменьшается толщина пристенного ламинарного слоя, а коэффициент теплоотдачи увеличивается. [c.152]

В связи с тем, что для турбулентной пленки термическое сопротивление сосредоточивается в пристенном ламинарном слое, а в турбулентном ядре профиль температур выравнивается, то на величине коэффициента теплообмена в меньшей степени, чем при ламинарном течении, сказывается наличие или отсутствие теплообмена со стороны свободной поверхности пленки. [c.152]

ГПа, Измерения проводят в условиях ламинарного течения, когда слои в потоке не перемешиваются. В абсолютных методах В. и.чмеряют касат. напряжение т и скорость сдвига у вязкость рассчитывают по ф-ле Г]=т1у. Относит, методы В. основаны на сравнении исследуемого в-ва с образцом сравнения, по к-рому калибруется вискозиметр. [c.99]

Из уравнения (3.6) видно, что коэффициент теплоотдачи от стенки к пленке а резко увеличивается с уменьшением длины пробега х р. Значение первого члена уравнения быстро уменьшается с возрастанием лгпр и может стать пренебрежимо малым по сравнению со вторым членом уже при сравнительно малых длинах пробега х р. Согласно уравнению (3.6) коэффициент теплоотдачи а вначале уменьшается с ростом значения критерия Рейнольдса Не, а затем повышается вновь после прохождения минимума. Это объясняется тем, что с возрастанием критерия Рейнольдса Не увеличивается толщина пленки и, как следствие, этого, возрастает также термическое сопротивление пленки. Коэффициент теплоотдачи а, следовательно, уменьшается. Однако с увеличением критерия Рейнольдса Не растет входной участок, в области которого коэффициент теплоотдачи а достигает сравнительно больших значений. Если это влияние по сравнению с предыдущим преобладает, то коэффициент теплоотдачи а опять повышается с возрастанием критерия Рейнольдса Не. Эта область значений критерия Рейнольдса весьма мала, так как теория В. Нуссельта действительна лишь при малых плотностях орошения, соответствующих ламинарному течению тонкого слоя жидкости. В данной области участок входа так мал, что он практически не влияет на коэффициент теплоотдачи а, т. е. для ламинарного течения пленки можно записать [220] [c.60]

Также на рис. 5.38 показано распределение скорости в псевдоламинар-ном однофазном пограничном слое для степени турбулентности (интенсивности пульсаций) в набегающем потоке аи = 3,66% и а и = 7, 79% по данным [29] для аналогичного значения числа Рейнольдса Rex =2-10 . Ламинарный пограничный слой в турбулизированном потоке в монографии [29] определен как псевдоламинарный , так как он характеризуется интенсивными пульсациями локальных параметров. В нем сохраняется доминирующее влияние молекулярной вязкости и не реализуется характерная для турбулентного пограничного слоя равновесная область порождения и диссипации турбулентности, т. е. область логарифмического закона стенки. Несложно заметить, что полученные данные для однофазного течения лежат между соответствующими данными [29] по распределению скорости в ламинарном пограничном слое и следовательно согласуются с ними. [c.162]

Г (рис. 1.4). Они имеют общую площадь трения Г. При ламинарном течении эти слои связаны только законом трения Ньютона. При турбулентном движении скорости двух слоев тоже отличаются на некоторую величину и. Кроме относительной скорости и в иаправленик потока предполагается поперечное движе -нив со скоростью сг, которое вызовет обмен количест- [c.10]

Распределение скоростей в поперечном сечении турбулентного потока в трубе (рис. 1-21) имеет особый характер, иной, чем в случае ламинарного течения. Скорость у стенки равна нулю и довольно быстро растет в ламинарном слое. В турбулентной области скорость меняется уже незначительно, т. е. кривая скорости будет менее выпуклой по сравнению с кривой ламинарного течения, поэтому следует ож,идать другого отношения средней скорости к максимальной. Это отношенпе, как известно, при ламинарном движении равно 0,5, а при турбулентном переменно и зависит от ряда факторов, в том числе от числа Рейнольдса. [c.38]

Как упоминалось выше, при изотермическом стабилизиро-ванно.м ламинарном течении жидкости с постоянным расходом по длинной трубе в любом поперечном сечении существует параболическое распределение скоростей с максимальной скоростью на оси и нулевой скоростью на стенке (кривая А, рис. 9-16), Заметное перемешивание отдельных слоев жидкости отсутствует. Поэтому поток можно представить как серию концентрических оболочек, скользящих одна относительно другой. [c.313]

Следует еще отметить, что описание всей кривой ф(Кеэ) единой двучленной формулой (11.47) физически соответствует на блюдающемуся для зернистого слоя непрерывному и постепенному переходу от ламинарного течения к турбулентному без видимого скачка при некотором критическом значении Нвкр (как это наблюдается при течении в трубах). Таков же характер перехода от ламинарного режима к турбулентному в трубах с радиусом изгиба г зг, меньшим полутора диаметров трубы [22, А. Е. Шейдегер], а также при движении жидкости в капиллярах переменного сечения — в виде усеченных конусов, сложенных вершинами и основаниями [32]. [c.45]

При 5с 1 процессы обмена в зернистом слое можно рассматривать с позиций внешней задачи даже при Кеэ < 1. В этих условиях усреднение коэффициента обмена, реализуемое в эксперименте, эквивалентно нахождению его среднего значения для всех элементов слоя [12], поскольку изменение движущей разности концентраций (температур) по длине слоя невелико. Средний коэффициент обмена, найденный при флуктуациях скорвсти жидкости в зернистом слое, не должен сильно отличаться от такового, найденного при среднем значении скорости, поскольку при ламинарном течении зависимость коэффициента обмена от скорости слабая (ЫЫз Квз ) Этим можно объяснить хорошее совпадение опытных данных при 5с I с теоретической зависимостью вплоть до Кеэ = 0,01 (рис. IV. 18, б). [c.163]

Массообмен. Перенос массы в направлении поверхности соприкосновения фаз может происходить в результате молекулярной диффузии и конвекции, вызва.нной гидростатическими силами, течением потока или использованием перемешивающих устройств. Отдельный случай представляет собой движение турбулентного потока, в котором можно различить две зоны ламинарную (слой около поверхности соприкосновения фаз — пограничный слой) и турбулентную (в глубине фазы — ядро потока). В ламинарном слое вещество переносится главным образом молекулярной диффузией, а в турбулентной зоне в основном вследствие завихрений и флуктуаций локальной скорости движения потока. Считая, что в турбулентной зоне концентрация практически выравнивается, перенос массы в такой системе можно представить как молекулярную диффузию через пограничный ламинарный слой с эффективной (приведенной) толщиной. Перенос вещества до границы раздела фаз называется массоотдачей. [c.244]

Сушествует три области течения жидкости область гидравлически гладких труб , переходная и область шероховатых труб. В области гидравлически гладких труб преобладаюшее влияние на сопротивление оказывают вязкостные напряжения. Шероховатость труб при наличии ламинарной пленки пограничного слоя не влияет [c.61]

Значения чисел Нуссельта и Шервуда изменяются более широко, чем значения числа Стентона. Обычно они превыи1ают единицу и могут быть оценены отношением /. к толщине ламинарного слоя, прилегающего к поверхности раздела (толщине так называемой неподвижной пленки), который оказывает сопротивление процессу переноса и целом в той же степени, что и действительное течение. Как правило, толщина этой пленки значительно меньн1е характерного размера. [c.19]

Влияние шероховатости. Влияние шероховатости на поле течения около круглого цилиндра исследовалось в 123—26]. На рис. 4 показан коэффициент сопротивления шероховатого круглого цилиндра в поперечном потоке в зависимости от числа Рейнольдса, измеренный в [23]. Параметром является относительная шероховатость /г /О. Каждая кривая охватывает три режима докритический, критический и сверхкритический. Очевидно, что в докри-тическом режиме шероховатость поверхности никак не сказывается. При больших числах Рейнольдса ламинарный отрыв сопровождается образованием замкнутого пузыря. Таким образом, точка отрыва сдвигается вниз по потоку и поэтому сопротивление уменьшается. На шероховатой поверхности этот эффект наблюдается при меньших числах Рейнольдса, что обусловлено дополнительными возмущениями пограничного слоя, создаваемыми шероховатостью. Уменьшение сопротивления в критической области для шероховатой поверхности заметно меньше, чем для гладкой. [c.139]

Картина течения около находящейся в пучке трубы зависит от числа Рейнольдса. В области малых значений Ке, так же как и на одиночной трубе, формируется ламинарный пограничный слой, который отрывается при Ф 90°, а за трубой образуются вихри. Межтрубное пространство занято в основном областью ламинарного течения и крупномасштабными вихрями в рециркуляционной зоне. Влияние этих макроскопических вихрей на ламинарный слой на лобовой поверхности ближайших труб полностью нивелируется вязкими силами и отрицательным градиентом давлеиия. Такая структура течения, реализующаяся при Ке<10 , рассматривается как преимуществеино ламинарная. [c.141]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология