Ламинарное распределение скоростей и расход

Рис. И-9. К определению распределения скоростей и расхода жидкости при, ламинарном движении.

Жидкость поступает в трубу ламинарным потоком с равномерным распределением скорости и с таким расходом, что Ке > >> 2100. Это условие может выполняться при скругленном входе. У входа образуется ламинарный пограничный слой, который переходит в турбулентный на критическом расстоянии, как это было уже описано в гл. 12 для случая обтекания плоской пластинки. Толщина турбулентного пограничного слоя возрастает с увеличением расстояния от входа, пока он не заполняет всю трубу, образуя турбулентное ядро и ламинарный подслой на стенке. Дальше течение во всех отношениях тождественно течению, которое развилось бы при турбулентном потоке на входе. Такой характер течения отражается на значениях местного коэффициента теплоотдачи, который уменьшается от бесконечности у входа до некоторого минимального значения в критической точке, где ламинарный пограничный слой сменяется турбулентным. Возле этой точки коэффициент теплоотдачи возрастает на коротком участке, [c.326]

Распределение скоростей и расход жидкости при установившемся ламинарном потоке. В случае ламинарного движения вязкой жидкости в прямой трубе круглого сечения всю жидкость можно мысленно разбить на ряд кольцевых слоев, соосных с трубой (рис. П-9, а). [c.42]

Если жидкость из какого-либо резервуара поступает в прямую трубу постоянного диаметра и движется по ней ламинарным потоком, то распределение скоростей вблизи входа получается практически равномерным, особенно, если вход выполнен с закруглением (рис. 1.49). Но затем под действием сил вязкости происходит следующее перераспределение скоростей по сечениям слои жидкости, прилежащие к стенке, тормозятся, а центральная часть потока (ядро), где еще сохраняется равномерное распределение скоростей, движется ускоренно, что обусловлено необходимостью прохода через неизменную площадь определенного расхода. При этом толщина слоев заторможенной жидкости постепенно [c.81]

Если сравнить кривые распределения скоростей в ламинарном и турбулентном потоках в одной и той же трубе и при одном и том же расходе (одинаковой средней скорости), то обнаружим существенное различие в указанных кривых (рис. 1.61), Распределение скоростей при турбулентном течении более равномерно, а нарастание скорости у стенки более крутое, чем при ла- [c.96]

При ламинарном течении вязкой и очень вязкой жидкости в открытом русле пренебрегать вязким (внутренним) трением нельзя. Наоборот, в данном случае следует полагать, что основным фактором сопротивления движению являются силы внутреннего трения — силы вязкости. Следовательно, распределение скорости по поперечному сечению потока, скорость и расход будут подчиняться условиям вязкого течения жидкости. [c.167]

При атмосферном давлении стержневой режим течения наблюдался при значительных приведенных скоростях газа (15—20 м сек) [49] и малых расходах воды, от случай течения довольно сложен, так как для полного гидродинамического описания пленочного режима течения необходимо знать распределение фаз в потоке, распределение скоростей и касательных напряжений. Здесь любопытно отметить, что проведенные измерения профиля скоростей в двухфазном потоке и распределение фаз [92] показали, что в кольцевом потоке профиль скоростей изменяется от плоского, соответствующего закону распределения скоростей в турбулентном потоке ньютоновской жидкости, к заостренному, соответствующему ламинарному режиму течения. Кажущаяся вязкость у стенки больше вязкости каждой фазы Экспериментальные данные позволяют предположить, что течение двухфазной жидкости является неньютоновским. Поэтому теоретическое решение вопроса определения режимов и теплоотдачи при двухфазном течении связано с немалыми трудностями. При анализе процесса испарения в вос- [c.102]

Распределение скоростей в живом сечении турбулентного потока значительно отличается от распределения скоростей в потоке при ламинарном движении. В турбулентном потоке частицы жидкости непрерывно перемещаются, переходя из одного слоя в другой и перенося с собой некоторое количество движения. Так, в точку А живого сечения могут попадать частицы жидкости из различных точек другого сечения. При этом частицы обладают различными по величине и направлению скоростями. Поэтому мгновенная скорость в любой точке живого сечения всегда направлена под некоторым углом к нормали сечения в этой точке. Ее можно разложить на три составляющих, из которых направление действия скорости с совпадает с нормалью, а направление действия двух других лежит в плоскости сечения. Расход при турбулентном движении характеризуется величиной и направлением нормальной составляющей скорости в каждой точке сечения. Определяя скорости с в какой-либо точке сечения, можно наблюдать, что эти скорости изменяются со временем, колеблясь около некоторого среднего значения с ср. [c.67]

Распределение скоростей по сечению потока не обязательно является равномерным, особенно при ламинарном движении. Это обстоятельство также учитывается коэффициентом расхода. [c.56]

Жидкость входит в трубу с равномерным распределением скорости при таком расходе, что Ке 2100. При этих условиях развивается, начиная от передней кромки, ламинарный пограничный слой, пока он не заполнит на некотором расстоянии от входа всю трубу. На входе коэффициент теплоотдачи равен бесконечности он будет продолжать убывать даже после точки, где достигается развитое течение. Этот случай был рассмотрен в предыдущей главе. [c.326]

Экспериментальные наблюдения продольного рассеяния проводились неоднократно с использованием различных методик. По одной из них в некоторый момент времени в трубу, в которой в ламинарном режиме с постоянным расходом движется жидкость, вводится растворенное вещество (например краситель) в таком количестве, что оно обеспечивает постоянную по сечению трубы концентрацию Са в пределах очень короткого участка протяженностью zb (рис. 5.5.1.1, л). Под влиянием параболического профиля скоростей участок, заполненный красителем (метка), начитает искривляться, поскольку краситель, находящийся на оси трубы, движется вместе с жидкостью с максимальной скоростью, а вблизи стенки не движется вовсе (рис. 5.5.1.1, ). В результате совершенно плоский вначале участок стремится принять форму параболоида. Однако под влиянием образовавшихся градиентов концентрации начинается процесс радиальной диффузии, который приводит к выравниванию концентрации по сечению трубы. На рис. 5.5.1.1, Ь направление диффузии показано стрелками. Вид, который метка приобретает на некотором расстоянии от точки ввода красителя, значительно превышающем диаметр трубы, и распределение концентрации красителя по длине трубы показаны на рис. 5.5.1.1, с. [c.294]

Вместе с тем есть общий для всех конструкций и принципиальный вопрос об оптимальных геометрических размерах центрифуги оптимальном диаметре и длине ротора. Здесь, по-видимому, универсальной зависимости не существует при различных окружных скоростях ротора зависимости будут отличаться и иметь разные асимптотические пределы. Существует общее правило, согласно которому чем меньше размеры газодинамического устройства (турбины или центрифуги), тем большую роль играют такие негативные и трудно учитываемые факторы как нарушение ламинарного режима течения, трение газа о стенки и т. д. По мере уменьшения диаметра ротора, трудно учесть влияние этих факторов на такие базовые параметры конструкции как расход питания, распределение температуры по длине ротора и ряд других. В связи с этим не вызывает большого доверия формула зависимости про- [c.188]

Для определения скоростей деформаций необходимо установить распределение (профиль) линейных скоростей в направлении, нормальном к поверхности ламинарно перемещающихся слоев, и найти первую производную скорости по этому направлению. Экспериментальное определение профиля скоростей в вискозиметрах практически нереализуемо в исследованиях вязкостных свойств полимеров. Непосредственно измеряются интегральные кинематические характеристики потоков — линейные или угловые скорости взаимного перемещения измерительных поверхностей, средние расходы потока и т. п. Поэтому первоначально определяется зависимость напряжения сдвига от такой усредненной кинематической характеристики. В случае потока по капилляру удобной для дальнейшей обработки является средняя скорость сдвига, так как функциональная зависимость между ней и напряжением сдвига инвариантна относительно размеров капилляра. [c.93]

В результате экспериментов установлено, что качественная зависимость распределения составляющих скорости по ширине щели от основных параметров течения — расхода, радиальной координаты, частоты вращения, ширины щели, вязкости такая же, что и при ламинарном режиме течения, и выводы, следующие из анализа гидродинамики ламинарного потока, соответ,ствуют и турбулентному режиму течения. [c.56]

Распределение скоростей. Количественный анализ закономерностей течения бингамовской жидкости предусматривает те же этапы, что были реализованы при исследовании в разд. 2.2.4 ламинарного течения ньютоновских жидкостей распределение скоростей, расход, средняя скорость, гидравлическое сопротивление. Особенности, присущие уравнению сдвига (2.46) для бингамовских жидкостей в отличие от формулы Ньютона (1.9), приводят к необходимости проводить начало анализа раздельно для кольцевой и приосевой зон. [c.196]

С увеличением давления В. всегда возрастает (см. Давление). При течении жидкости в цилиндрич. канале из-за тормозящего действия вязкого сопротивления устанавливается распределение скоростей по радиусу канала у стенки канала она равна нулю, а в центре максимальна. При ламинарном течении ньютоновской жидкости профиль скоростей оказывается параболическим (рис. 2), и В. выражается через перепад давления Ар, требуемый для создания определенного объемного расхода Q г = кR Ap/8ZQ, где К-радиус, 2-длина канала (ф-ла Гагена-Пуазёйля). [c.448]

Определение скорости и расхода в круглой трубе при ламинарном движении. Рассмотрим случай установивщегося, равномерного движения в круглом трубопроводе, наклоненном к горизонту под углом а (рис. 36). В этом случае можно теоретически установить закон распределения скорости по сечению потока. Разобьем всю жидкость, протекающую в цилиндрическом трубопроводе, на ряд тонких цилиндрических слоев. Скорости течения в цилиндрических слоях будут увеличиваться от периферии к центру у стенок скорость равна нулю, а в центре сечения трубы достигает максимального значения. [c.62]

Результаты анализа динамики состава при ламинарном течении в трубопроводе целесообразно применить при исследов.ч-нии динамики анализаторов, как это будет показано ниже, при измерении скорости потока инъекционным способом (когда необходимо установить, какая из величин реакции на импульс является определяющей для нахождения скорости потока) или для физиологических целей (распространение веществ, растворенных в циркулирующей крови). Распространение изменения состава смеси зависит, во-первых, от диффузии и, во-вторых, от соотношения расходов (распределение скорости по сечению трубы). Вначале будет рассмотрена динамика состава как результат только соотношения расходов, а затем в расчет будет принята и диффузия. [c.423]

Если и У1 а известны, то по уравнению (6.1) можно определить скорость горения. Угол а можно довольно точно измерить по фотографии пламени, однако измерение U проблематично. Смит и Пиккерннг [2] в случае ламинарного пламени исходили из предположения, что вдали от среза горелки и в течение достаточно длительного времени сохраняется параболическое распределение скорости угол а определяли на расстоянии 0,707 (т.е. 1/д/2 ) радиуса от центра горелки. При параболическом распределении скорость потока внутри факела пламени на таком расстоянии в среднем одинакова, поэтому за U удобно было принимать скорость равномерного течения, определяемую по расходу. Этот метод неприменим, если распределение скорости из-за противодавления пламени не параболическое и линии тока из-за высокой температуры во фронте пламени не параллельны оси горелки. Для сведения этих факторов к минимуму измерения проводят в трех точках на расстоянии половины высоты пламени, а результаты усредняют [3]. [c.113]

В следующей серии опыты Цухановой [59] проводились при ламинарном течении с нилиндричсскими трубками из электродного угля с внутренним диаметром 4—5 и 12 мм. В канал поступал воздух, подогретый до температуры 700—800° С. Расходы воздуха изменялись в пределах от 0,1 до 15 л/мин ( 0,2 до 40 м/сек). На рис. 78а показаны результаты опытов при расходе 20 л/мин как видим, температура стенок изменялась п широких пределах — от 600 до 1400° С. Результаты опытов обрабатывались с помощью формулы (1.26), полученной из уравнения диффузии в цилиндрических координатах (1 23), решенного при граничном условии (1.24), в котором реакция окисления принята протекающей по первому порядку. Кроме того, на основе известного нам решения Предводителева, были сопоставлены результаты обработки данных с учетом нараболического распределения скоростей (1.27). Последняя обработка хорошо согласуется с опытными данными. В результате по.тучеиа следующая зависимость коэффициента газообмена при окис.иении [c.341]

Формула Пуазейля (1.28), соответствующая параболическому распределению скоростей в круглом канале (трубе) при ламинарном движении, теоретически является лищь предельной при увеличении длины трубы I истинный расход С асимптотически приближается к (1.28). Расстояние х от входа в трубу, на котором устанавливается распределение скоростей, отличающееся от параболического на величину, везде меньшую, чем минимальная ощиб-ка измерений, определяется формулой [49] [c.36]

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]

Теоря теплоотдачи, основанная на параболическом распределении скоростей и постоянной температуре стенки. Одно из самых первых применений уравнения нестационарной теплопроводности к нагреванию или охлаждению жидкости, без изменения ее агрегатного состояния, текущей с постоянным расходом и неискаженным ламинарным профилем скоростей внутри трубы, нагреваемая (или охлаждаемая) длина которой равна -, в 1885 г. было дано Грэтцем Ы, 38]. [c.315]

М. Поправочный коэффициент для учета влияния на теплоотдачу шага размещения перегородок на входных (выходных) участках. Предположим, что коэффициент теплоотдачи а,- вычислен при равномерном распределении перегородок по длине теплообмена с шагом с, равным расстоянию между центральными перегородками и а,- где Vmax — скорость поперечного потока на участке между двумя перегородками, которая определена по расходу [см. (24), 3.3.5]. Предполагается также, что п постоянно и приблизительно равно 0,6 для турбулентного и 1/3 для ламинарного режимов течения. Полагая, что соотношение между протечками и байпасным потоком [c.44]