Поток поперечный градиент скорости

Реальный поток обнаруживает градиент скорости в своем поперечном сечении. Если поступающую в трубопровод жидкость А [c.196]

Следовательно, любой турбулентный поток, контактирующий с твердой поверхностью (как это обычно бывает в технических задачах), состоит из основного турбулентного ядра и тонкого ламинарного пристенного слоя (см. рис. 1.12). Наличие такого относительно тонкого пристенного слоя определяет, однако, многие свойства турбулентных потоков, в частности - величину касательного напряжения трения между потоком и стенкой, поскольку в таком тонком слое сосредоточивается практически весь поперечный градиент скорости потока, изменяющейся от ее почти постоянного значения в ядре потока и до нулевого значения на самой твердой поверхности. [c.56]

Большие градиенты скорости в тонком пристенном слое, согласно закону трения (1.13), обуславливают большие касательные напряжения трения в этом слое. В основном ядре потока также имеют место касательные напряжения трения между параллельными турбулентными слоями потока, так как, согласно закону турбулентного трения (1.36), малые значения поперечных градиентов скорости й и))/(1п) в ядре потока умножаются на большие значения коэффициентов турбулентного трения 0 урб. [c.56]

Рассматривая некоторую каплю в стационарном потоке с. поперечным градиентом скорости [c.130]

Рассмотрим одиночную, эксцентрично расположенную в течении в трубе каплю (Р 0). При /с Э 1 и А, = О i) под действием локальных градиентов она будет деформироваться в эллипсоид. Деформация определяется формулой (43), а большая ось направлена под углом 45° к потоку. Применяя метод зеркальных отражений, можно показать, что действие стенки трубы на возмущенное частицами течение должно вызвать в окрестности каждой частицы течение с радиальной составляющей, а это в свою очередь приведет к радиальной миграции. Таким способом в работе 22] было показано, что в потоке с поперечным градиентом скорости капля, находящаяся на расстоянии I/o от плоской стенки, будет мигрировать от нее со скоростью [c.131]

В работах [37, 38] экспериментально изучалась деформация гибкого волокна в потоке с поперечным градиентом скорости. Увеличивая длину волокна (или, что то же самое, его гибкость), можно постепенно получить а) упругое поведение (рис. 10, а), когда волокно подвергается продольному изгибу в результате сжатия под действием сил трения, б) змееподобное движение, при котором волокно периодически выпрямляется (рис. 10, б), в) постепенное закручивание волокна в спираль (рис. 10, в) и г) сложное запутывание волокна (рис. 10, г). В работе [3] было показано, что для волокон с малой гибкостью константа орбиты (см. формулу (21)) имеет тенденцию медленно изменяться, приближаясь к нулю или бесконечности. Как упоминалось ранее, можно также ожидать, что в результате деформации таких гибких волокон они будут радиально мигрировать в текущей по трубе [c.131]

Следует отметить, что конформационные изменения, оказывающие влияние на результаты ГПХ-эксперимента, наблюдаются не только при переходе макромолекул из одной фазы в другую. Они нередко происходят и в каналах подвижной фазы, где из-за вязкости раствора всегда появляется поперечный градиент скорости потока, а неоднородность в упаковке колонки, проявляющаяся особенно при ее старении (когда нижняя часть колонки оказывается упакованной более плотно, чем верхняя), порождает продольный градиент скорости. Находящиеся в таком потоке макромолекулы испытывают деформацию. Растягивание макромолекул в градиентном ламинарном потоке и ориентирование вдоль него приводят к уменьшению вероятности попадания макромолекул в норы сорбента. Соответствующий расчет удобно проводить, используя, например, модель эквивалентных сфер. [c.117]

На изменение размеров заготовки, выходящей из формующего инструмента, влияют остаточные напряжения в заготовке, приводящие к расширению потока расплава поперечный градиент скорости, приводящий к ориентации макромолекул в на- [c.238]

Выше было отмечено, что наблюдаемое разбухание является следствием нескольких процессов, причем превалировать может тот или другой в зависимости от температуры и природы расплава. При входе в формующий канал возникают напряжения, релаксирующие во время пребывания расплава в канале. Остаточные напряжения в, момент выхода расплава из канала и вызываемое ими поперечное расширение потока будут связаны со скоростью потока экспоненциальной зависимостью. Кроме того, при движении в канале поперечный градиент скорости приводит к ориентации молекул вдоль потока. По выходе из канала происходит дезориентация молекул, что также приводит к деформации экструдата. Наконец, выравнивание профиля скоростей по выходе из канала также приводит к некоторому увеличению сечения, вне зависимости от длины канала. [c.111]

При турбулентном потоке суспензии на осаждение частиц твердой фазы может существенно влиять воздействие турбулентных пуль саций жидкости. Кроме этого частицы, находящиеся в потоке при- обретают вращательное движение. К числу причин этого явления относят поперечный градиент скорости потока, неправильную форму частиц, их взаимодействие между собой и другие факторы 3]. [c.81]

При турбулентном потоке суспензии на осаждение частиц твердой фазы могут существенно влиять турбулентные пульсации жидкости. Кроме этого, частицы, находящиеся в потоке, приобретают вращательное движение. К числу причин этого явления относят поперечный градиент скорости потока, неправильную форму частиц, их взаимодействие между собой и другие факторы. Возникающие вследствие вращения частиц поперечные силы (эффект Магнуса) влияют на характер их движения и, следовательно, на скорость осаждения. На скорость осаждения влияет также отставание жидкости от вращения ротора. Перечисленные факторы приводят к уносу с фугатом некоторого количества частиц с размером больше крупности разделения. [c.41]

При наличии поперечного градиента скорости газов в потоке происходит градиентная коагуляция. В качестве примера можно привести течение газов у твердой стенки. Частица, находящаяся ближе к стенке, движется с меньшей скоростью, чем частица, расположенная дальше от нее. Если при этом расстояние между ними меньше суммы их размеров, то частицы должны встретиться. [c.33]

Кроме того, из физических соображений ясно, что идеальная жидкость не может удовлетворить условию прилипания к поверхности обтекаемого тела, поскольку в действительности тангенциальная скорость меняется от нуля на границе тела до скорости невозмущенного потока на удалении от тела. Для маловязких жидкостей этот переход осуществляется на протяжении тонкого, примыкающего к поверхности тела, слоя жидкости, названного Л. Прандтлем пограничным. Кстати, существенное изменение скорости, а следовательно, и поперечного градиента скорости на протяжении тонкого слоя приводит к тому, что величина в этом слое является весьма значительной. Таким образом, несмотря [c.165]

Одно из этих событий — это замедление течения жидкости относительно местной средней скорости потока, которое происходит в широкой области течения, вплоть до расстояния у" " и 500 от стенки. Само движение жидкости носит относительно спокойный характер, при этом поперечный градиент скорости (1и/(1у является относительно малым. Затем в поле зрения движущейся кинокамеры появляется большая масса ускоренной жидкости и > 11), поступающей из области, расположенной вверх по потоку. Вначале ускоренная жидкость занимает только внешнюю область течения 150 < у" " < 400, но затем она постепенно распространяется и в пристеночную область, вытесняя и разгоняя замедленную жидкость, находящуюся впереди нее. Следует также отметить, что сначала резкой границы между зонами замедленной и ускоренной жидкости не наблюдается. Однако по мере приближения к стенке эта граница становится все более и более четкой. [c.17]

Можно полагать, что ошибки, обусловленные влиянием поперечного градиента скорости и близости стенки на показания трубки полного напора, будут тем меньше, чем меньше наружный диаметр трубки D и, следовательно, при D —> О измеренное значение скорости приближается к истинному. Таким образом, значение i/ист можно определять путем экстраполяции к Z = О значений скорости i/изм. измеренных с помощью набора круглых трубок с разными диаметрами приемного отверстия, устанавливаемых на строго фиксированном расстоянии от стенки. Прямые линии на рис. 4.18 а, описывающие зависимость и = /( >), проводятся с учетом поправок на возможное отклонение значений коэффициента давления Ср от единицы, обусловленное влиянием вязкости потока, которое определяется с помощью формулы (4.4). [c.237]

При обтекании трубки потоком с поперечным градиентом скорости наблюдается отклонение линий тока в сторону меньших скоростей (к обтекаемой стенке), что приводит к завышению значений скорости, измеряемых трубкой. [c.244]

Исследовалось обтекание угловых термоанемометрических датчиков, у которых державки нити продольно обтекаются потоком. В [4.26-4.28] установлено, что при поперечном обтекании державок их взаимодействие с потоком в условиях поперечного градиента скорости в вязком подслое заметно отражается на характере обтекания нити датчика (рис. 4.23). [c.247]

Отсюда следует, что в предельном случае при у —> О теплообмен между нитью и потоком газа при Re > Ре гр (см. штриховую линию на рис. 4.35 с) определяется главным образом значением местного трения, т.е. величиной поперечного градиента скорости (// у. По мере удаления от стенки относительное влияние градиента скорости на теплоотдачу от нити уменьшается, и вне пределов области влияния стенки потери тепла от нити уже определяются только конвективным теплообменом. [c.265]

Альтернативный подход к концепции перемешанного слоя был развит Таккером [566] и Таккером и Грином [568]. Перемешанный слой в этой модели понимается как некий слой, представляющий собой сумму двух слоев слоя, перемешанного под воздействием ветра, и слоя, перемешанного под воздействием волн. Результирующая энергия, поступающая в слой ветрового перемешивания и в поток с поперечным градиентом скорости, связывается здесь с потоком, образовавшимся под действием общего приповерхностного момента [c.106]

Кратко остановимся на обстоятельствах, влияющих на характер поперечных градиентов. Если экзотермическая реакция протекает в цилиндрическом реакторе вытеснения, из которого тепло отводится через стенку путем внешнего охлаждения, то можно ожидать что профиль температуры будет иметь форму, сходную с профилем, приведенным на рис. 10 а, т. е. реагирующая среда будет более нагрета вблизи центра, чем у стенки. Может показаться поэтому, что поперечные градиенты не могут иметь места при отсутствии поперечного отвода тепла, т. е. в реакторе с идеально изолированными стенками. Однако при этом необходимо также учитывать градиент скорости. Поскольку жидкость или газ вблизи центра аппарата движутся быстрее, чем у стенки, повышение их температуры на данном участке по длине реактора меньше (так как реакция протекает слабее), и таким образом форма профиля температур получается обратной (рис. 10, б). (Более наглядно это можно представить ири рассмотрении холодного потока реагирующего газа, подаваемого в реактор, который дает шлейф, проходящий ио центру.) [c.52]

Специфические реологические свойства разбавленных растворов полимерных клубков обусловлены способсностью клубков легко изменять свою форму в зависимости от типа течения, в котором они находятся. В частности, в определенных течениях с поперечным градиентом скорости цепи становятся сильно вытянутыми. Наиболее интересные э(Ь( екты происходят в "растягивающих" потоках, например, [c.208]

При решении задач о сопротивлении и о тепло- и массооб-мене твердой поверхности с потоками реальных жидкостей используется понятие пограничного слоя —тонкой пристеночной зоны, в пределах которой скорость жидкости изменяется от нулевого значения до величины, практически равной скорости основного потока. Положение внешней границы пограничного слоя условно, а его толщина для условий технологической аппаратуры обычно имеет порядок 10- —10 м. Малая толщина пограничного слоя обусловливает весьма большие значения поперечных градиентов скорости, что даже при малых коэффициентах вязкого трения жидкости приводит к значительным величинам сил трения потока о твердую поверхность и меж-слоевого трения в пределах пограничного слоя. Следовательно, в пределах тонкого пограничного слоя силы вязкого трения становятся сравнимыми или даже превышающими инерционные силы в уравнении движения (1.1). [c.8]

Систему уравнений (1.4), (1.5) с приведенными граничными условиями в теоретической гидромеханике называют уравнениями пограничного слоя она может быть решена приближенными методами с необходимой точностью для случая стационарного обтекания полубесконечной плоской стенки ламинарным потоком вязкой жидкости. Техника решения состоит в том, что система уравнений в частных производных путем введения новых комплексных переменных сводится к одрюму дифференциальному уравнению третьего порядка относительно некоторой новой искомой функции. Получаемое уравнение оказывается нелинейным, но не содержит никаких параметров и поэтому может быть единожды решено численно. Приближенное решение дает возможность вычислять профили скорости в пограничном слое и градиенты продольной компоненты скорости в направлении, нормальном к поверхности. Значение поперечного градиента скорости, умноженное на коэффициент вязкого трения ц, дает величину касательного напряжения трения, необходимую для вычисления гидродинамических сопротивлений потоков вязкой жидкости. [c.9]

Глубокое взаимное проникновение встречных струй и наличие поперечных градиентов скорости турбулизирует поток. Значительная тур-булизация потока имеет место при хорошем заполнении топочного пространства, а следовательно, нри увеличенном времени пребывания горючей смеси в камере. [c.443]

Рис. 4. Значения угловой скорости 2 и скорости и сферы, помещенной в плоский поток с поперечным градиентом скорости (величины 7) на рассто5Шии уо от плоской стенки, для различных значений уо1а по данным Дарабанера и Мейсона [28].

Таким образом, данная сила F состоит из лобового сопротивления — бяцаЧ (1 -f /gRet/) и подъемной силы (лца /и) В.еи й X U последняя обусловлена инерционными эффектами во внутреннем разложении. Однако этот результат непосредственно нельзя применить к задаче миграции частиц в течении по трубе, так как там их вращение не накладывается извне, а вытекает из движения самой жидкости (Кокс и Бреннер [26]). Так, Саффмен [72] исследовал поведение сферы в потоке с поперечным градиентом скорости величины у [c.126]

С помощью анализа размерностей можно показать, что деформация несмешиваюшрйся жидкой капли радиуса а под действием локального напряжения сдвига у зависит от двух параметров К = и А = а х,уа, где [Хг — вязкость жидкости капли, а сг — межфазное напряжение на ее поверхности. Эксперименты Румшейдта и Мейсона [71], а также Торза, Кокса и Мейсона [87] показали, что в потоке с поперечным градиентом скорости, величина которого у медленно возрастает от нуля, при Я, < 3 капля деформируется и разрушается примерно так, как показано на рис. 9, б. Однако если величина градиента возрастает слишком быстро, то разрушение капли может произойти так, как показано на рис. 9, а и 9, в. Для Я, > 3 деформация капли будет соответствовать рис. 9, г. При этом капля не разрушается, однако могут получаться большие значения у (як). [c.129]

Р и с. 9. Рисунки с фотографий капель в потоке с поперечным градиентом скорости, показывающие изменение их формы при увеличении значений градиента у вплоть до разрзтпения, по данным Румшейдта и Мейсона [71]. Рисунки а, б и в соответствуют значениям Я, = 2 10 , 1,0 и 0,7. Рисунок г, на котором разрушение не наблюдается, соответствует Я = 6,0. [c.130]

На шаровую частицу в потоке газа с поперечным градиентом скорости действует подъемная сила /х,. Этот эффект, обусловленный градиентом скорости, изучался Саффменом [40], который пришел к следующему выражению для коэффициента подъемной силы [c.167]

Для получения уравнения распределения скорости в круглой трубе при развитом турбулентном режиме можно разделить область движения на турбулентное ядро и ламинарный подслой вблизи стенки (рис. 3.12). В ламинарном подслое скорость жидкости мала, пульсации скорости практически отсутствуют, но вследствие прилипания жидкости к обтекаемым стенкам имеют место очень большие поперечные градиенты скорости, которые вызывают значительные напряжения силы трения [в полном соответствии с законом Ньютона т = йт1йу) ]. В турбулентном ядре вследствие большой извилистости и сложности траекторий частиц жидкости уравнения движения заменяют зависимости между осредненными величинами и ищут их решение, используя параметры, описывающие мгновенное состояние движения потока (в частности, осредненные уравнения количества движения применяются для получения так называемых уравнений Рейнольдса, устанавливающих связь между турбулентными напряжениями в потоке). [c.63]

Применительно к межтарелочным пространствам основные причины столкновений — разность скоростей при сопутном движении частиц, отличающихся между собой размерами, встречное движение легких и тяжелых частиц и различие скоростей движения жидкости в различных слоях межтарелочного потока. В последнем случае при наличии поперечного градиента скорости потока может наблюдаться так называемая градиентная коагуляция. По данным Н. Н. Липатова в условиях межтарелочного пространства сепараторов градиентная коагуляция оказывает ничтожное влияние на процесс сепарирования. [c.57]

Аэрозоль образуется при разрушении струи топлива (поступающей из впускного отверстия) за счет поперечных сил сдвига во время впрыска в камеру сгорания. Этот процесс аналогичен образованию турбулентных структур в слоях с поперечным градиентом скорости [ lift et al., 1978]. Жидкие фрагменты, которые еще не имеют сферической формы, попадают в поток окислителя и продуктов сгорания (обычно турбулентный и с рециркуляцией). Распределение диаметров капель в ансамбле аэрозоля не однородно. Оказалось весьма полезно характеризовать распределение диаметров различными нестационарными функциями распределения по размерам, моменты которых изменяются со временем. Вид функции распределения и ее последующая эволюция определяются главным образом природой инжектируемого топлива и свойствами потока в камере сгорания (например, граничными условиями). [c.258]

На основе представлений об определяющей роли смешения при горении неперемешанных газов некоторые исследователи проводили теоретический анализ закономерностей развития ламинарного и турбулентного диффузионного факела. Простейшая модель горения неперемешаннйх газов была подробно рассмотрена в известной работе Бурке и Шумана [Л. 1081, изучавших горение параллельных потоков топлива и окислителя, движущихся с одинаковыми скоростями. Полученные в предположении бесконечно большой скорости реакции зависимости, определяющие конфигурацию и длину факела, оказались в удовлетворительном качественном соответствии с опытом. Заметим, что основные результаты теории Бурке и Шумана могут быть с точностью до множителя получены из соображений размерности [Л. 21 881. Недостатком работы [Л. 108] является ограниченность ее в аэродинамическом смысле. Принятой постановке задачи отвечает течение, в котором отсутствует поперечный градиент скорости. Несмотря на это, проведенный авторами [Л. 1081 анализ явления и соп0ставление расчета с экспериментом позволили выявить ряд существенных особенностей диффузионного горения. [c.8]

Предложены и проанализированы [71, 72] двухмерные диффузионные модели, учитывающие наряду с продольной турбулентной диффузией наличие поперечного перемешивания и градиента скорости в ллоокости, перпендикулярной направлению потока. [c.31]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология