Полностью турбулентный поток

При увеличении критерия Рейнольдса поток преобразуется из ламинарного в турбулентный. Для аппарата стандартной конструкции этот переход осуществляется постепенно, при значениях Re от 20 до 2000. Функция мощности Ф зависит от критерия Рейнольдса при значениях Re примерно до 300 (область ВС на рис. П-1). В точке С жидкости сообщается достаточная энергия, чтобы началось образование центральной вихревой воронки. Однако отражательные перегородки эффективно противодействуют образованию воронки, и функция мощности Ф в этом случае зависит от величины критерия Рейнольдса при Re до 10 ОСЮ (область D). Уравнение (П,4) справедливо для переходной области значений критерия Рейнольдса. Полностью турбулентному потоку соответствует горизонтальный участок кривой м()Щ-пости на рис. П-1 (область DE). Здесь Ф не зависит от величины критериев Фруда и Рейнольдса. В этом случае [c.35]

Поправочный коэффициент Е для полностью стабилизированного потока, т. е. при Ий > 50, равен единице. В работе [150] приведены результаты расчета средних значений числа Нуссельта при полностью развитом турбулентном режиме движения среды в круглой трубе при условии постоянной линейной плотности теплового потока на поверхности трубы (табл. 16). Эти данные хорошо согласуются с многочисленными экспериментальными результатами и потому считаются надежными [149]. [c.234]

Поведение диспергированных частиц в турбулентном потоке жидкости в значительной степени определяется их концентрацией и отношением размера частиц к внутреннему масштабу турбулентности. При высокой концентрации частиц вследствие их взаимодействия и дополнительной диссипации энергии, обусловленной относительным движением частиц и жидкости, турбулентность подавляется. В предельном случае — при приближении концентрации частиц к их концентрации при плотной упаковке — турбулентность может даже полностью выродиться, или, как говорят, вымерзнуть . [c.180]

При низких значениях Re возможность использования аэродинамической трубы становится проблематичной. В связи с этим возникают трудности с пересчетом числа Рейнольдса. В тех случаях, когда поток полностью турбулентный (Re>40000), удается избежать этих трудностей. [c.130]

В этом случае топливо вводится отдельным от окислителя потоком реагирующая способность топлива такова, что оло сгорает сразу же, как приходит в контакт с окислителей течение является полностью турбулентным. [c.40]

D. В пределе очень малых чисел Рейнольдса существует полная симметрия обтекания. Вблизи значения Re=3 происходит отрыв потока на задней стороне тела образуются два стационарных рециркуляционных вихря. Ста-ционарный рециркуляционный след продолжает существовать, увеличиваясь подлине, по мере роста числа Рейнольдса по крайней мере на два десятка. Затем возникающие в его нижней части осцилляции разрушают стационарную структуру, и при значениях Re 100 формируется хорошо известная вихревая дорожка Кармана. Такая структура чередующихся вихрей существует примерно до Re=300, сменяясь нерегулярным нестационарным следом, который при больших числах Рейнольдса переходит в полностью турбулентный след. Как показано в табл. 2, границы этих режимов не являются строго фиксированными, так как они существенно зависят от условий эксперимента. [c.137]

Увеличение на 37% коэффициента теплоотдачи при переходе от уравнения (VII,23) к уравнению (VII,24) должно быть постепенным, достигая максимальной величины (37%) при полностью развитом турбулентном потоке, когда критерий Рейнольдса Re > 10 ООО. [c.125]

Для создания полностью развитого турбулентного потока однофазной среды перед рабочим участком" требуется наличие некоторого входного участка, длина которого часто принимается равной 40ч-50 диаметрам [1], хотя для некоторых измерений, например падения давления, достаточна значительно меньшая длина. Длина входного участка ls, предшествующего рабочему участку и необходимого для создания полностью развитого потока., взвеси, связана с аналогичной [c.179]

Поскольку в этих работах использовались весьма мелкие частицы при малых концентрациях, предполагалось, что при ударе они будут полностью прилипать к стенке без последующего отскока. Накапливаемые таким образом отложения могут считаться непосредственной мерой скорости соударения частиц со стенкой. Скорость турбулентного потока частиц к стенке определяется следующим образом [c.347]

Применение подогретого до 313—482 °С сжатого воздуха повышает скорость окисления, особенно при получении высокоплавких битумов, не оказывая существенного влияния на их качество. Увеличение высоты столба жидкости в реакторе значительно повышает температуру размягчения битума, не меняя соотношения между температурой размягчения и пенетрацией [308], что подтверждает преимущество вертикальных окислительных колонн. Увеличение уровня жидкой фазы повышает эффективность процесса потому, что длина пути газовых пузырьков увеличивается. Однако для аппаратов такого типа существует некоторый предел заполнения жидкой фазой, свыше которого эффективность процесса уже не меняется. Этот предел следует находить экспериментально. Так, в окислительной колонне непрерывного действия уровень жидкой фазы должен быть не менее 10 м [150]. Для аппаратов с хорошим перемешиванием и турбулентным потоком и при относительно небольшой высоте уровня кислород используется полностью. Поэтому повышение уровня жидкости в таких аппаратах неэффективно. [c.135]

Считают, что обычно при промышленном применении сжигания топлива в турбулентном потоке решающее значение имеют аэродинамические факторы, в частности турбулентное смешение, а не химизм сгорания [1]. Поэтому для более глубокого понимания природы этих пламен важное значение имеют исследования хоЛодной струи. Можно убедиться, что многие системы сгорания в струе удается удовлетворительно моделировать при помощи холодных струй, хотя в литературе отмечается [2], что обычно невозможно создать изотермическую модель, полностью гидравлически подобную системе сжигания с выделением тепла. Все н<е существуют три случая, когда принятие соответствующей системы допущений позволяет получить при помощи модели правильные результаты в отношении столь важного показателя, как увлечение, инжекция струи. Одним из таких случаев является система, в которой поток высококалорийного топлива поступает через сопло малого диаметра в большую камеру с медленно движущимся потоком воздуха [3]. Второй случай — это система, в которой объемные расходы воздуха и топлива выражаются величинами одинакового порядка и оба потока поступают в турбулентную систему через отверстия приблизительно одинаковых линейных размеров [4]. Третий случай, указываемый цитируемым автором, относится к специальному устройству, когда расход находится в переходной области между ламинарным и турбулентным режимами [c.296]

При диффузионном горении в турбулентном потоке (в том числе и в турбулентном пограничном слое) максимальная средняя во времени температура продуктов горения на начальных участках факела всегда будет меньше равновесной температуры горения при а = 1,0 (даже ив тех случаях, когда влиянием химической кинетики можно пренебречь, т. е. когда горючее и окислитель полностью расходуются во фронте пламени на поверхности с мгновенным значением а = 1). В турбулентном потоке фронт пламени беспорядочно перемеш,ается во времени и пространстве. Поэтому средняя во времени температура определяется вероятностью нахождения в данной точке объемов газа с данной мгновенной температурой. Поскольку вероятность нахождения фронта пламени с равновесной температурой Гр в данной точке Рф < 1, то и максимальная средняя во времени температура газа Гг.тах будет меньше Гр. В тех случаях, когда существенна роль химической кинетики, на поверхности с а = 1 не происходит полного сгорания топлива, при той же вероятности Рф максимальная температура газа будет еще более низкой. По мере увеличения длины канала сгорает все больше топлива, градиент температур в окрестности поверхности с а = 1 уменьшается и вероятность Рф на этой поверхности стремится к единице, а Гг.тах —> Тр. [c.38]

Полностью стабилизированный турбулентный поток в круглой трубе Нагревание газа..... [c.77]

Характеристики устойчивости течений к воздействию малых возмущений рассматривались в работах [121] (течение 3), [58, 120] (течение 4), [112] (течение 5). Отметим, что наиболее подробно исследовались течение / и все разновидности течения 2. Для них получены характеристики в ламинарной и переходной областях и даже в области развитого турбулентного течения. Поэтому на примере течения 2 — вертикального течения около поверхности, нагреваемой постоянным тепловым потоком, — детально рассматриваются во всех следующих разделах данной главы механизмы процесса перехода к полностью турбулентному течению. [c.10]

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 сопровождается соответствующим уменьшением локальной температуры поверхности по сравнению с ее значением при ламинарном режиме Течения. Данные рис. 11.4.6 соответствуют пяти значениям теплового потока видно, что с его увеличением область перехода смещается вперед, а отклонение чисел Нуссельта Ына- от значений для ламинарного пограничного слоя возрастает. Зависимости, характерные для полностью развитого турбулентного течения, устанавливаются далеко вниз по потоку. Результаты измерений хорошо согласуются с корреляционными зависимостями [153]. [c.46]

Визуализация течения показала, что области, принимавшиеся в работе [38] за турбулентные пятна, состоят из двумерных синусоидальных возмущений большой амплитуды и наложенных на них высокочастотных колебаний. Иногда эти области исчезают, и устанавливается полностью ламинарное течение. Вниз по потоку частота появления турбулентных пятен возрастает, и наконец, ламинарное течение в слое разрушается. Это соответствует, по данным работы [38],. возникновению полностью турбулентного течения. Однако чуть выше по потоку максимальная локальная температура в средней плоскости факела почти не отличается от значений, рассчитанных для ламинарного режима течения. [c.89]

Используя условия, что тепловой поток (Зь проводимый в термосифон с замкнутым контуром, должен быть равен тепловому потоку ( 2, выходящему из него, нетрудно получить соотношения для коэффициента теплопередачи, используя данные для термосифона с разомкнутым контуром. В идеализированном виде центральную зону термосифона с замкнутым контуром можно представить как резервуар, в который выходят две концевые области. Для полностью турбулентного течения можно, таким образом, записать следующее соотношение [c.307]

В разделе 8-1 мы предположили, что поток либо полностью ламинарный в подслое или полностью турбулентный в ядре потока. В действительности новейшие измерения показали, что в турбулентном потоке имеется определенное количество турбулентности непосредственно у самой поверхности. Поэтому одновременно существует и ламинарное и турбулентное трение, и общее напряжение трения и тепловой поток следует записать в соответствии с уравнениями (8-21) и (8-24) следующим образом [c.278]

Можно считать, что в точке 4 ламинарный подслой практически исчезает, а бугорки полностью обтекаются основным турбулентным потоком (рис. 1.45). Интенсивное вихреобразование за бугорками в этом случае и приводит к квадратичному закону сопротивления, т. е. к независимости X от числа Ке. [c.58]

Рассмотрим теперь движение маленьких частиц в турбулентном потоке жидкости. Будем предполагать, что объемная концентрация частиц достаточно мала, так что можно пренебречь их влиянием на движение жидкости. Пульсации крупного масштаба переносят частицу вместе с прилегающими к ней слоями жидкости. Мелкомасштабные пульсации с Х Н, где / — радиус частицы, не смогут увлекать в свое движение частицу, которая по отношению к ним ведет себя как неподвижное тело. Пульсации промежуточного масштаба не полностью вовлекают в свое движение частицу. Рассмотрим наиболее интересный для приложений случай, когда плотности частицы р, и внешней жидкости отличаются незначительно, а радиус частицы значительно меньше внутреннего масштаба турбулентности, т. е. Е Хо. Так, для водонефтяных эмульсий р /ре - 1,1 —1,5. Пусть Мо — скорость жидкости в том месте, где находится частица, а м, — скорость частицы относительно жидкости. При полном увлечении частицы жидкостью на частицу действовала бы такая же сила, как и [c.258]

При 5 0 выражение для h для капли с подвижной поверхностью имеет интегрируемую особенность, поэтому в ламинарном потоке, в частности при гравитационном осаждении капель, контакт капель возможен даже в отсутствии молекулярной силы притяжения капель. В турбулентном потоке коэффициент турбулентной диффузии От- /Н , поэтому в отсутствии молекулярной силы притяжения контакт капель с полностью подвижной поверхностью невозможен. [c.267]

КОАЛЕСЦЕНЦИЯ КАПЕЛЬ С ПОЛНОСТЬЮ ЗАТОРМОЖЕННОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ ЭМУЛЬСИИ [c.347]

Однако несмотря на такое влияние, даже достаточно сильные электрические поля не в состоянии полностью компенсировать влияние гидродинамического взаимодействия сближающихся капель на частоту их коалесценции в турбулентном потоке. Чтобы оценить влияние гидродинамического взаимодействия, введем, как в разделе 13.7, отношение потоков без учета и с учетом взаимодействия [c.366]

Существуют два основных механизма коагуляции капель в турбулентном потоке [2] инерционный и механизм турбулентной диффузии. В основе инерционного механизма лежит предположение о том, что турбулентные пульсации не полностью увлекают каплю. В результате относительные скорости, приобретаемые каплями за счет турбулентных пульсаций, зависят от массы капель. Разность пульсационных скоростей капель различного радиуса обусловливает их сближение и увеличивает вероятность столкновения. В основе механизма турбулентной диффузии лежит предположение о полном увлечении капель турбулентными пульсациями того масштаба, который играет основную роль в механизме сближения капель. Поскольку капли хаотически движутся под действием турбулентных пульсаций, их движение сходно с явлением диффузии и может быть охарактеризовано турбулентным коэффициентом диффузии. [c.386]

Для полностью развитого турбулентного потока в секциях можно считать, что турбулентный коэффициент диффузии определяется средней скоростью диссипации энергии (е ) в единице массы жидкости. Если принять, что положение Колмогорова о локальной изотропности применимо к стационарному турбулентному полю в жидкости, то коэффициент турбулентной диффузии отражает суммарный эффект всех вихрей с масштабом меньше Поэтому коэффициент турбулентной диффузии Ех представляет [103] [c.163]

Еще один существенный недостаток алгебраических моделей турбулентной вязкости, который проявляется при расчете не только сложных, но и относительно простых турбулентных течений типа пограничного слоя, состоит в том, что в силу своей локальности (турбулентная вязкость полностью определяется локальными параметрами осредненного течения в рассматриваемой точке потока) они мгновенно реагируют на изменение этих параметров и условий на внешней границе пограничного слоя, в то время как в реальных турбулентных потоках существенную роль играют эффекты памяти (см., например, [1]). [c.109]

Полностью стабилизированный поток — поток, в пограничном слое которого распределение скорости уже не изменяется по длине канала. При анализе турбулентного или ламинарного потоков обычно предполагается, что они полностью стабилизированы. [c.52]

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в данных условиях не только увеличивается скорость переноса вещества, но и коренным образом изменяется механизм переноса. Молекулярная диффузия не оказывает существенного влияния на скорость массоотдачи в жидкой фазе при определенных условиях диффузионное торможение в жидкой фазе вблизи границы раздела фаз полностью снимается. Это свидетельствует о конвективном механизме переноса вещества в зоне, примыкающей к поверхности раздела фаз. Возникновение поверхностной конвекции не связано с турбулентными пульсациями потока, которые в условиях опытов также не оказывают при Неж<1600 заметного влияния на процесс массопередачи. При Кеж>1600 перенос вещества обеспечивается конкурирующей поверхностной конвекцией и турбулентностью потока. [c.116]

Измерения профилей скоростей в турбулентных потоках неньютоновских жидкостей показали, что они подобны профилям скоростей ньютоновских жидкостей и что характер турбулентного потока неньютоновской жидкости полностью определяется свойствами вязкого подслоя. Поэтому для определения коэффициента трения можно использовать уравнение (П1.14), полученное для ньютоновских жидкостей, если критерий Рейнольдса рассчитывать по так называемой дифференциальной вязкости при напряжении сдвига у стенки. Дифференциальная вязкость определяется выражением [c.198]

Определяемые в лабораторных условиях кинетические показатели жидкофазных, газовых и парофазных, сравнительно медленно идущих, реакций в большинстве случаев практически полностью воспроизводятся в заводских масштабах. Расхождения наблюдаются преимущественно тогда, когда имеют место несоответствия размеров и формы применяемых катализаторов или значительные отличия гидродинамических режимов. Почти неизбежное при увеличении мощностей повышение линейных скоростей и турбулентности потоков сравнительно мало влияет на конечные результаты и теоретически должно их даже улучшать. [c.423]

Следует отметить, что точные измерения характеристик турбулентных потоков вблизи твердых поверхностей, особенно внутри пристенного и переходного слоев толщиной десятые и сотые доли миллиметра оказываются весьма затруднительными даже при современных оптических (в том числе и голографических) методах измерений. Это дает основания для существования иных теорий турбулентности, в которых, например, полагается отсутствие отдельных слоев с различными свойствами, а считается, что интенсивность турбулентных пульсаций по мере приближения к твердой поверхности затухает по какому-либо постулируемому степенному закону (например, третьей или четвертой степени) вплоть до самой поверхности. Только на самой поверхности пульсационное движение полагается полностью отсутствующим. В рамках таких моделей профиль осредненных локальных скоростей оказывается монотонным, хотя и весьма близким к классическому трехслойному логарифмическому профилю. [c.58]

Турбулентные течения жидкостей и газов оказьшают существенное влияние на ход многих технологических процессов, в том числе при очистке сточных вод от взвешенных частиц. Так, в аппарате совмещенного действия [1] создается турбулентный поток между коаксиаяьно расположенными цилиндрическими мешалками. Математическое описание состояния движущейся жидкости осуществляется с помощью функций, определяющих распределение скорости жидкости V = V(x,y,z,l) и каких-либо ее двух термодинамических величин, например, давления P(x,y,z,l) и плотности p(x,y,z,t). Как известно, все термодинамические величины определяются по значениям каких-либо двух из них с помощью уравнения состояния вещестца, поэтому задание пяти величин трех компонент скорости V, давления Р и плотности р, полностью определяет состояние движущейся жидкости. Все эти величины являются функциями координат X, у, Z и времени t в цнлшадри ческой системе коорд нат г, ф, z и t [c.26]

Турбулентный режим. Для построения корреляционного уравнения при полностью турбулентном режиме течения нет достаточного числа экспериментальных данных. В отсутствие таких данных рекомендуется использовать уравнение (I) с п=3 и значениями Ып/г и Ыидг, рассчитанными по уравнениям для чисто вынужденной и чисто свободной конвекции для турбулентных режимов. Течение под действием подъемных сил может задержать начало развития турбулентности в вынужденном потоке, и, следовательно, сначала, как упоминалось выше, числа Ыи уменьшаются. [c.313]

Отмеченные выше особенности структуры поля течения вблизи частицы, играющие важную роль при исследовании процесса массопереноса, были установлены, Бэтчелором сначала для случаев стационарного [116], а затем и нестационарного [117] поля течения. Согласно этим результатам процесс массопереноса к частице, взвешенной в турбулентном потоке, в главном приближении по числу Пекле полностью определяется полем течения, представляющим собой суперпозицию поступательного потока со скоростью в направлении вектора вихря о) [c.106]

Напомним, что в гл. 3 величина Q обозначает половину общей энергии, подводимой к факелу. При наибольших плотностях тепловых потоков и вдали от теплового источника в экспериментах наблюдалось турбулентное течение. Профили осредненной по времени температуры показывают, что по сравнению с ламинарным режимом течения происходит увеличение ширины области течения. Полностью турбулентное течение устанавливается при Сгр, X = 5 -10 . При этом режиме течения удалось провести измерение только в одной точке. Поэтому данные нельзя сравнить с полученной Зельдовичем [164] теоретической зависимостью, описывающей изменение температуры по течению в турбулентном факеле. Даже тогда, когда течение считается турбулентным с самого начала, зависимость максимальных значений температуры на оси факела от плотности подводимого теплового потока примерно такая же, как и рассчитанная для ламинарного режима течения. Если в турбулентном факеле, как плоском, так и осесимметричном, уровень температуры изменяется в первом приближении пропорционально то в ламинарном течении — пропорционально С . [c.88]

В некоторых случаях напряжение трения известно. Например, для полностью установившегося потока в трубе баланс сил сразу же указывает, что напряжение трения увеличивается линейно с увеличением радиуса г, а уравнение (8-32) можно использовать, чтобы вычислить коэффициент турбулентной вязкости Ещ, если нзвестны напряжение трения яа стенке г,о и кривая распределения скорости. В потоке пограничного слоя основное изменение скорости имеет место вблизи стенки, а это доказывает то, что напряжение трения не может значительно изменяться на этой маленькой величине. В соответствии с этим для пограничных слоев часто допускают, что напряжение трепня постоянно по перпендикуляру к поверхности. [c.279]

Определим теперь частоту столкновения проводящих незаряженных сферических капель в турбулентном потоке диэлектрической жидкости в присутствии однородного внещнего электрического поля. Считаем, как и раньше, поток развитым турбулентным, а размеры капель — меньше внутреннего масштаба турбулентности. Принимаем, что капли не деформируются, что возможно, если напряженность внешнего электрического поля Ед не превосходит критического значения а размер капель достачно мал. При этих условиях коэффициент взаимной диффузии капель двух сортов 1 и 2 с учетом гидродинамического взаимодействия возьмем в виде (13.86), причем в качестве Н и берем выражения, соответствующие каплям с полностью заторможенной поверхностью [c.364]

Скорость изменения п за счет дробления капель выражена через частоту дробления f(V) капли объемом в интервале V, V + dV) и вероятность P V, ю) образования капли объемом в интервале (У, V + dV) при дроблении капли объемом в интервале (м, ю-Ьс/ш). Модель дробления капель рассмотрена в разделе 11.7 в предположении, что дробление одиночной капли полностью определяется флуктуациями диссипации энергии в ее окрестности. При этом, если среднее по объему порядка размера капли значение диссипации энергии превосходит критическое значение, происходит акт дробления. Отмечено, что независимо от начального спектра капель через олределенное время в результате дробления распределение капель становится логарифмически нормальным. Для определения частоты дроблетш f(V) необходимо оценить минимальный радиус капель, дробящихся в турбулентном потоке. Теоретически этот размер можно определить, сравнивая силы, действующие на каплю и приводящие к значительной деформации ее поверхности. В [65] приводится выражение для путем сравнения силы вязкого трения и капиллярной силы, а в [2] — динамического напора внутри капли и капиллярной силы. Движение капель в газе не приводит к значительным силам вязкого трения, поэтому предпочтительней вторая модель и в качестве R имеет смысл взять выражение [c.548]

В сепараторе С почву смешивают с турбулентным потоком воды, в результате чего быстро происходит образование грязеобразной суспензии. Через дно сепаратора С в него непрерывно подается свежая вода, поток которой выносит частицы грязи наверх, где она выливается из сепаратора. Свинцовые гильзы, которые намного тяжелее земли, оседают навстречу поступающей чистой воде и собираются на дне сепаратора. При этом происходит интенсивная промывка гильз, в результате чего собираемый материал полностью очищается от земли. Он может быть снова использован для производства пулевых гильз или направлен на продажу как свинцовый лом. [c.227]

Тот факт, что в случае неизмененного пограничного слоя не удается скоррелировать числом Не, объясняется изменением состава подаваемой смеси. Уильямс и Шипмен [18] на основании шлирен-фотографий пламен, стабилизированных на круглых цилиндрах, прищли к выводу, что число Не не характеризует структуру пламени, и установили, что при постоянном числе Не распределение давления на поверхности стабилизаторов зависит от диаметра стабилизатора. Жукоский [19], используя в качестве стабилизаторов пламени водоохлаждаемые цилиндры, установил, что число Не, при котором вихревые слои становятся полностью турбулентными, возрастает с увеличением диаметра стабилизатора. Это можно объяснить также следующим образом. Когда удаляется пограничный слой, газы в следе соприкасаются с холодными несгоревшими газами, при этом для вихревых слоев на стабилизаторах указанных двух размеров создаются аналогичные пограничные условия как в отнощении градиентов температуры, так и градиентов скорости. В случае неизмененного пограничного слоя возможно, что температура отделяющегося от стабилизатора потока будет зависеть от размеров стабилизатора. Таким образом, в первом случае число Не может оказаться достаточно хорошим корреляционным параметром, тогда как во втором случае оно может и не быть таким параметром. Можно считать, что такое предположение отрицается экспериментами Жукоского с охлаждаемыми стабилизаторами но пока не будет установлено, что при охлаждении создаются аналогичные пограничные условия, этот вопрос следует оставить открытым. [c.214]