Ламинарный слой

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]

Реакция между компонентами Л и В относится к линейным процессам. Концентрация вещества В значительно выше концентрации вещества А и постоянна во всем объеме жидкости, включая ламинарный слой, в котором собственно и протекает процесс взаимодействия веществ Л и В. [c.376]

В соответствии с данными Хатта доля вещества А, прошедшая ламинарный слой и попавшая в главный поток жидкой фазы, составляет [c.378]

Многие достижения теории теплообмена и гидродинамики основаны на понятии пограничного слоя, также предложенного Прандтлем. Оно позволило мысленно разделить турбулентный поток на три характерные зоны ламинарный слой, переходную область и турбулентное ядро. [c.264]

Важнейшим параметром для конструктора аппаратов и технолога является. линейная скорость движения взаимодействующих фаз относительно друг друга ю. С возрастанием ю уменьшается толщина ламинарного слоя каждой из фаз на границе их раздела, медленная молекулярная диффузия заменяется быстрой турбулентной, увеличивается поверхность контакта фаз и скорость ее обновления. Наконец, при значительных скоростях начинается взаимное вихревое проникновение фаз, образуется газожидкостная эмульсия, т. е. подвижная пена, в которой поверхность соприкосновения обновляется мгновенно. [c.10]

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]

У1 — мольная доля пара 5 — расстояние от поверхности жидкости. Указанное уравнение можно преобразовать и проинтегрировать по ламинарному слою для получения п . [c.352]

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]

Когда газ движется турбулентным потоком через поверхность, т. е. Ке>2100), тогда турбулентное перемешивание поддерживает гомогенность состава во всем объеме газа. Ближе к границе раздела фаз движение газа замедляется, и образуются ламинарные слои обычно предполагают, что на границе раздела газ неподвижен. [c.107]

Многие исследователи [213, 274, 309, 617] показали, что скорость осаждения частиц из турбулентного потока значительно выше, чем можно было бы ожидать из оценки гравитационных, термических или электростатических сил, броуновской диффузии (см. главу VII), либо таких аэродинамических сил, как вращение частицы. Общепринятая модель осаждения частиц из турбулентного потока основана на том, что частицы переносятся к кромке пограничного слоя турбулентным потоком, и затем проскакивают через ламинарный слой. Очень маленькие частицы, не обладающие достаточной инерцией для проскока к стенке, могут быть перенесены туда броуновской диффузией. Однако вклад этого механизма в скорость осаждения весьма незначителен при осаждении смеси частиц, где лишь небольшая фракция характеризуется субмикронными размерами. [c.215]

При турбулентном режиме характер течения различен по поперечному сечению потока. У стенки течет тонкий ламинарный слой, в центральной части потока находится сфера вихревого движения (с радиальным перемешиванием). Ламинарный слой отделяется от [c.41]

При у <Б появляется ламинарный слой, причем распределение в нем местных скоростей можно представить с помощью этих координат в следующем виде [c.42]

В потоке, текущем вдоль плоской стенки, происходят явления, аналогичные эффектам во время входа в трубу. Если край плиты острый и поэтому завихрений нет, вначале образуется ламинарный слой с уменьшающейся к стенке скоростью. Толщину его можно условно определить так, как показано на рис. 1-30 (по наклону касательной к кривой скоростей). На некотором расстоянии xq от начала плиты появляется турбулентный слой. [c.53]

Установлено, что предел ламинарного течения в этом случае определяется условием Ке<5-Юз. Толщину ламинарного слоя, определяемую способом, указанным на рис. 1-30, можно вычислить теоретически [c.54]

Интегрируя уравнение (П-226) в пределах радиуса от г до и соответствующих скоростей т и г = 0 (у стенки), получим уравнение распределения местных скоростей ламинарного слоя на расстоянии г [c.169]

Иногда вместо коэффициента теплоотдачи пользуются понятием эквивалентной толщины ламинарного (пограничного) слоя. Допустим, что мы заменили турбулентную зону дополнительным ламинарным слоем, дающим такой же перепад темцературы, т. е. в турбулентной зоне предполагается идеальное перемешивание и постоянная температура. В такой заменяющей системе будет только ламинарный слой (основной и дополнительный), и будет иметь место передача тепла за счет чистой теплопроводности, которая определится известным уравнением [c.317]

Л — толщина эквивалентного ламинарного слоя, оказывающего такое же тепловое сопротивление, как действительный ламинарный слой вместе с турбулентной зоной. [c.317]

Очевидно, условия теплопередачи в турбулентной зоне потока значительно лучше, чем в ламинарном слое. С увеличением скорости потока ламинарная зона уменьшается (хотя она и имеет ничтожно малую толщину, однако оказывает основное сопротивление тепловому потоку). Уменьшаться при этом, конечно, должна и толщина X эквивалентного слоя. Коэффициент же теплоотдачи а и интенсивность теплового потока д будут увеличиваться. [c.317]

Учитывая, что отношение 1а — это критерий Рг, а v/D — критерий 5с, и принимая во внимание, что в выводе не учитывался пограничный ламинарный слой, общую зависимость можно представить следующим образом [c.564]

Молекулярная диффузия описывается законом Фика количество М компонента, диффундирующего через неподвижную среду или через пограничный ламинарный слой, пропорционально площади Р, перпендикулярной диффузионному потоку, времени т и градиенту (перепаду) концентраций дС/д1 в направлении диффузии, следовательно [c.300]

Скорость переноса вещества н фазе обратно пропорциональна сопротивлению сред1.(, которое складывается из сопротивлений, оказываемых основной массой среды, буферным и пограничным слоями. Часто оказывается удобным условно рассматривать все явление массоотдачи как происходящее за счет только молекулярной диффузии в области постоянного градиента концептрации или, в случае газов, постоянного градиента парциального давления. В этом случае вводится фиктивная толщина ламинарного слоя бе, в котором сонротивление диффузии принимается равным сумме сопротивлений реального ламинарного слоя, буферного слоя и турбулентной зоны. [c.71]

Отсюда вытекзет, что для повыщения коэффициента теплоотдачи необходимо либо всемерно уменьшать толщину ламинарного слоя, либо воздействовать на него турбулентностью и тем самым разрушить его. [c.99]

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]

В установках депарафинизации и обезмасливания применяются кристаллизаторы как с поверхностными теплопередающими устройствами, так и с непосредственным смешением теплообмени-вающихся сред. Кристаллизаторы с поверхностным теплообменом получили болсс шИрокос примсиение. Они подразделяются на два основных типа труба в трубе и кожухотрубчатые. Для увеличения эффективности теплообмена в них используются скребковые устройства, которые обеспечивают очистку теплопередающих поверхностей и снижают сопротивление теплопередачи за счет уменьшения ламинарного слоя. В аппаратах смешения кристаллизация парафина происходит при прямом соединении холодного растворителя с нагретым сырьем. При этом создаются условия для образования развитой поверхности теплопередачи при незначительном термическом сопротивлении на границе раздела фаз. [c.379]

Скорость химической реакции значительно выше скорости переноса массы. По мере того, как скорость реакции умен1,шается при сопоставлении с мгновенно протекающими превращениями, поверхность раздела фаз, богатых компонентами А и В, превращается в диффузионную зону, ширина которой, тем не менее, не выходит за пределы ламинарного слоя на границе раздела фаз. Оба реагента диффундируют в указанную зону, но ни один из них не проходит зону, не превратившись в продукт реакции. Таким образом, в ядре потоков газовой и жидкой фаз отсутствует непревращенный реагент, поступивший из другой фазы (рис. ХП1-3, а). [c.375]

Процессы, для которых скорость химической реакции сравнима со скоростью массопереноса. В тех случаях, когда скорость реакции достаточно мала, зона реакции охватывает весь ламинарный слой, а непрореагировавший компонент А проходит через него и попадает в основной поток другой фазы. Следовательно, реакция при этом протекает не только в ламинарном слое, но и в главном потоке жид-. кой фазы. Поскольку все же в ламинарном слое наблюдается ofHo n-тельно высокая концентрация вещества Л, основная его доля потребляется в указанном слое. [c.377]

Процессы, при которых химическая реакция протекает медленнее, чем происходит перенос массы. Когда скорость химической реакции мала ио сравнению со скоростью переноса вещества между фазами, большая часть вещества А проходит через ламинарный слой, не претерпев превращения, и попадает в основную массу потока жидкой фазы. Следовательно, явления, протекающие в указанном слое, могут лимитировать процесс в целом, но только при условии, что в лалпь нарном слое реагирует относительно небольшая-доля компонента А, т. е. его концентрация во всей жидкости, включая этот слой, одинакова (рис. XIII-3, в). [c.378]

В работе [2651 подсчитана для некоторых случаев степень влпяния коэффициентов молекулярной диффузии на К при барбо-тажпом и переходном к пенному режимах даже в турбулизованном слое. Очевидно, что на границе фаз местами все же сохраняются хотя и тонкие, но ламинарные слои, через которые передача происходит путем молекулярной диффузии. [c.130]

Процесс пылеулавливания в слое подвижной пены происходит в основном вследствие турбулентного переноса частиц пыли из газа на весьма развитую поверхность жидкости, где частицы пыли и фиксируются. Таким образом, улавливаются частицы, обладающие достаточно большой кинетической энергией для преодоления иогра-ничного-ламинарного слоя газа. Гидрофобные частицы должны (обладать дополнительным запасом кинетической энергии, необходимой [c.163]

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]

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]

С. Однокомпонентный пар с неконденсирующимся газам. Массопереиос. Конденсация при наличии неконденсирующегося газа сопровождается переносом массы в газовой фазе, как указано в п. А. Обычно их описывают аналитически, рассматривая фиктивный ламинарный слой, прилегающий к конденсатной пленке. Принимается, что все сопротивления переносу теплоты и массы в газовой фазе сосредоточены в этом слое. Диффузия через слой описывается уравнением [c.352]

Наиболее широко к изучению проблемы к.п.д. электрофильтра подошел Куперман [172—174], который учитывал вихревую диффузию, электростатическую миграцию и повторное увлечение частиц. Как положительный, так и отрицательный перенос частиц в турбулентном потоке является теоретически обоснованным, но при наличии турбулентного граничного слоя инжекция частрц сквозь ламинарный слой не может быть использована для объяснения увеличения осаждения при росте числа Рейнольдса. Вместо этого, как отмечал Фридландер, считают, что положительная диффузия способствует миграции частицы из области повышенной [c.461]

Очень тонкий ламинарный слой, непосредственно примыкающий к стенке, обычно называют ламинарным подслоем, так как в этой области преобладаю вязкие силы. К этому подслою примыкает область с сильно развитым турбулентным течением, называемая переходным слоем, в котором средняя скороси. в осевом направлении быстро увеличивается с расстоянием от стенки. Третья область — основной поток — отличается от двух предыдущих тем, что в пей преобладают инерционные силы, а изменения скорости с расстоянием от стенки относительно малы. В переходном слое развивается интенсивная мелкомасштабная турбулентность, в то время как в основном потоке существует крупномасштабная турбулентность. На самом деле большинство вихрей образуется, конечно, на стенке и перемещается затем в основной ноток, где они затухают. Они зарождаются в виде мелких вихрей, имеющих высокие скорости, и затухают в виде крупных вихрей, имеющих низкие скорости. Пограничньп слой очень тонок на входе в канал или на передней кромке плоской пластины и утолщается с расстоянием вниз но потоку вдоль стенки, по мере того как силы сопротивления замедляют все большую массу жидкости. Эффект утолще ния пограничного слоя показан на рис. 3.6 и 3.7 [16, 17]. [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология