Возмущения в направлении течени

Можно ожидать, что в тех случаях, когда основные тракты для теплоносителя разделены на небольшие параллельные каналы тонкими топливными элементами, создаются благоприятные условия для перемешивания потока в поперечном направлении. Для пучка стержней, например, можно предложить турбулизаторы, обеспечивающие такое перемешивание. Другой способ — прерывание поверхностей теплообмена в направлении течения. Согласно результатам ряда исследований, нельзя добиться эффективного ослабления перегрева при коридорном расположении поверхностей теплообмена с размерами осевых зазоров между поверхностями нагрева порядка толщины канала, если не расходовать значительную часть энергии, затрачиваемой на прокачку теплоносителя, на перемешивание в поперечном направлении. Таким образом, крайне желательно выбирать такое расположение топливных элементов, которое обеспечивало бы удовлетворительное распределение потока теплоносителя. Можно, например, использовать топливные элементы с шероховатой поверхностью, разделенные большими промежутками, при этом незначительные тепловые возмущения будут оказывать слабое влияние на распределение потока в параллельных каналах между топливными элементами. К сожалению, при заданных размерах активной зоны реактора и мощности на выходе это связано с уменьшением площади поверхности и увеличением теплового потока. [c.138]

Если поток не встречает никаких препятствий в виде твердых тел пли границ (стенок), то газ не испытывает никаких возмущений. Простейшей границей, могущей изменить характер равномерного поступательного течения газа, является прямолинейная твердая стенка. Рассмотрим сначала случай, когда такая стенка расположена параллельно направлению течения, т. е. совпадает с одной из линий тока. Если движущийся газ занимает всю бесконечную область над стенкой и сама стенка тоже бесконечна по длине, то ясно, что в этом случае стенка не окажет никакого влияния на течение газа ). Отметим, что это положение справедливо и в общем случае для кривых линий тока [c.155]

Разреженная система параллельных цилиндров. Рассмотрим систему параллельных круговых цилиндров одинакового диаметра в поступательном потоке, направленном по нормали к их осям. Цилиндры расположены в потоке случайным образом на больших по сравнению с их диаметром расстояниях. Для построения поля течения в такой системе используем так называемую ячеечную модель [107]. Согласно этой модели каждый цилиндр считается расположенным на оси коаксиальной спим цилиндрической ячейки, внутри которой локализованы возмущения поля течения, вносимые данным цилиндром. Предполагается, что все ячейки равноправны, имеют одинаковые размеры и плотно заполняют выделенный объем системы. Для простоты принимается, что ячейки тоже имеют форму кругового цилиндра. Тогда радиус ячейки легко определяется для случайного расположения цилиндров по известной доле ср объема, занятого твердой фазой, и равен половине среднего расстояния между их осями Ь = а — радиус цилиндра). В рамках ячеечной [c.156]

РАЗВИТИЕ ВОЗМУЩЕНИЙ В НАПРАВЛЕНИИ ТЕЧЕНИЯ ОКОЛО ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ [c.11]

Эти изменения параметров возмущения в направлении течения могут быть более существенными в сложных течениях с другой геометрией и другими граничными условиями. Усовершенствование теории за счет любого из четырех приведенных выше предположений не должно приводить к противоречивым результатам. Оно должно соответствовать всей совокупности предположений. Не следует вводить какие-то априорные предположения по отдельно рассматриваемым некоторым эффектам. В разд. 11.11 предлагается согласованная совокупность модифи- [c.16]

После завершения перехода к турбулентности в потоке воды продолжается развитие спектра пульсаций и процессов переноса. Спектр колебаний скорости расширяется, а интенсивность пульсаций температуры уменьшается. Механизмы турбулентного переноса становятся более эффективными, несмотря на прекращение роста возмущений скорости. Такие изменения в направлении течения продолжаются до тех пор, пока распределения параметров, масштабы, интенсивность пульсаций и другие характеристики турбулентности не начинают соответствовать зависимостям полностью развитого турбулентного течения. [c.39]

Для обеспечения линейности деления вводимая проба вначале должна полностью испариться и гомогенная парогазовая смесь должна быть затем разделена в заданном отношении. Поэтому во многих случаях делитель потока конструктивно объединяется с обогреваемым дозатором-испарителем. Простейшие схемы делителей такого типа представлены на рис. 52, а и б. Эксперименты различных исследователей показали, что ни один из этих вариантов не обеспечивает высокой эффективности хроматографического разделения и достаточной воспроизводимости результатов количественного анализа. По-видимому, это можно связать с наличием возмущений газового потока при резком изменении направления течения газа. [c.132]

В параллельном течении профиль средней скорости и число Рейнольдса постоянны, значит, распределение амплитуды волны Толлмина — Шлихтинга заданной частоты не меняется поперек пограничного слоя при движении вниз по потоку. В таком случае определить, растет волна или нет, можно, измеряя амплитуду любой компоненты скорости на равном расстоянии от стенки в направлении течения. Автомодельность пограничного слоя Блазиуса, однако, не распространяется на распределение амплитуды волны Толлмина — Шлихтинга, и, поскольку оно меняется с числом Рейнольдса, определение коэффициента нарастания, как уже отмечалось, не является четким. Зависимость скоростей нарастания возмущений от поперечной координаты в пограничном слое предъявляет специальные требования к проведению измерений и требует осторожности при сравнении экс- [c.74]

С одной стороны, влияние процесса перехода против направления потока проявляется в искажении среднего течения вблизи точки отрыва при возбуждении волн неустойчивости, о чем сообщалось в начале этой главы. Стимулирование перехода к турбулентности в оторвавшемся слое приводит к уменьшению размеров отрывной зоны и соответствующему изменению профиля средней скорости на ламинарном участке течения (см. пример на рис. 6.4). Более того, аналогичное явление может наблюдаться и в ламинарных областях отрыва с неустойчивым течением, возникающих безотносительно к ламинарно-турбулентному переходу в этом случае изменение поля средней скорости вызвано возмущением ламинарного течения, усиленным в пределах отрывной зоны до нелинейной амплитуды [Бойко и др., 1991]. Воздействие нарастающих колебаний на среднее течение не препятствует, между тем, анализу линейной устойчивости теоретические данные хорошо согласуются с результатами экспериментов и прямого численного моделирования (см. п. 6.2). [c.256]

Таким образом, колебательный характер переходного процесса в аппарате имеет место за счет постоянного наличия в каждом цикле возмущенного течения сплошной фазы в той части аппарата, которая находит-, ся ниже фронта концентрационной волны и в которой формируется новое значение концентрации дисперсной фазы. Направление этого возмущенного течения при переходе от одного цикла к другому каждый раз изменяется на противоположное. Затухание возмущения концентрации дисперсной фазы при переходе от одного цикла к другому связано с тем, что вклад возмущенного течения сплошной фазы в величину возмущения концентрации при <0,5 невелик и меньше вклада возмущенного течения дисперсной фазы. Величина отношения вкладов, как следует из уравнения (2.140), дается формулой вида и именно она [c.130]

Фундаментальное различие между равновесными и неравновесными системами с постоянными потоками массы и энергии состоит в их поведении при обращении времени. В равновесной системе, по определению, каждый поток одного направления компенсируется потоком обратного направления — система инвариантна относительно обращения времени. Эта симметрия может быть нарушена потоками через систему, которые отклоняют ее от равновесного положения. Вблизи равновесия реагирующая система устойчива, и наложенные на нее возмущения убывают с течением времени [147, 157]. [c.7]

Различные аспекты нестабильности Рэлея — Тейлора были экспериментально изучены многими исследователями. Многократно проверены в различных условиях нелинейность волн возмущения, стабильность при ускорении в одном направлении и нестабильность при ускорении в противоположном направлении. Однако обстоятельных работ по приложению этой теории к проблеме образования эмульсий не проведено. О достигнутых в этом направлении результатах сообщено в обзоре Гопала (1963). Приведенные выше теоретические расчеты не могут быть использованы непосредственно для промышленного производства эмульсий, так как во всех случаях необходимо учитывать рекомбинацию частиц. Кроме того, ускорения изменяются от места к месту и с течением времени, так что обязательно будут образовываться капли различных размеров. Поэтому нужен, такой расчет, где были бы использованы законы статистики. [c.34]

С целью визуального наблюдения характера течения газового потока в приосевой зоне проведены опыты с подачей масла на поверхность зонда. Струйка масла щириной (1-2) мм вводилась на расстоянии 10 калибров от соплового сечения. Под действием газового потока в приосевой области она двигалась в направлении диафрагменного канала ВЗУ. Наблюдались периодические возмущения масляной пленки в виде отклонения ее от прямолинейного движения по поверхности зонда. Масляная пленка имела синусоидальную форму движения. На расстоянии около двух калибров от соплового сечения заметным становилось вращение струйки масла в сторону, противоположную вращению основного потока, однако на этом участке имелись и локальные возмущения в характере движения масла. [c.68]

СТИ набегающего потока, располагаются за фронтом решетки (рис. 10.53). Вверх от профиля отходят волны Маха. При дозвуковой осевой составляющей, т. е. при Ми = М1 81п Р1 < 1 волны Маха распространяются в пространстве перед решеткой (рис. 10.53, а). Их интерференция, как это будет показано ниже, приводит к образованию сильных возмущений — бесконечной системы отсоединенных ударных волн. Если же осевая составляющая набегающего сверхзвукового потока равна скорости звука или его превосходит, т. е. если 1,0, то весь пучок характеристик, исходящих от передней кромки, направлен внутрь решетки (рис. 10.53, б), и в этом случае во всем течении перед [c.74]

Как видим, в гиперзвуковом течении около выпуклого угла поперечное возмущение скорости потока по крайней мере на порядок превосходит продольное возмущение (v>u). Это значит, что при течении происходит как бы смещение частиц по нормали к направлению невозмущенного потока, величина же продольной скорости практически не изменяется. [c.110]

Эта сложность проявляется в значительном числе и многообразии параметров, определяющих течение процессов, в большом числе внутренних связей между параметрами, в их взаимном влиянии, причем изменение одного параметра вызывает нелинейное изменение других параметров. Отмеченная слон<ность усиливается с возникновением множественных петель обратных связей (стр. 29) между параметрами, а также с развитием конкурирующих направлений процесса, изменяющих его ход. На процесс накладываются возмущения, статистически распределенные во времени. [c.14]

Симметричные локальные возмущения могут быть поперечными и тангенциальными. Источником таких возмущений по отношению к углеводородным пленкам может быть узкая струя водной фазы, направленная нормально к поверхности. При этом создается локальное повышение давления (поперечное возмущение) и возникает тангенциальная сила со стороны разбегающегося потока (тангенциальное возмущение). В результате локального повышения давления жидкость будет перемещаться из зоны возмущения в сторону периферии. Процесс удаления жидкости сведется к двум процессам — к однородной деформации возмущенной области (т. е. к ее растяжению в целом) и к процессу вытекания раствора по обычному механизму. Анализ, проведенный в работе [202], показывает, что при выполнении условия к г 1 (Гв — радиус возмущения) скорость утончения пленки под влиянием течения пренебрежимо мала по сравнению со скоростью растяжения. [c.157]

Несмотря на то что такие расчеты выполняются теперь весьма просто при помощи стандартных программ для ЭВМ, подготовленных на различных уровнях, например хюккелевском, таким положение стало лишь недавно. По этой причине в течение 40—70-х годов наблюдалась значительная активность в области исследований реакционной способности органических соединений, направленная на развитие приближенных методов оценки энергии активации по методу молекулярных орбиталей. Имена Дьюара, Фукуи, Брауна, Хадсона и Клопмана — лишь некоторые нз многих, связанных с этой область о исследований. Поскольку эта работа привела к ряду важных концепций, в частности к понятию так называемой граничной орбитали, она сохраняет свое значение, несмотря на прогресс вычислительной техники. Основу всей этой работы составляет теория возмущений, которая была изложена в гл. 11 и которая будет использована в следующем разделе. [c.317]

В предыдущих главах книги рассмотрены различные типы ламинарных естественноконвективных течений в пограничных слоях. Были выявлен и описану многие механизмы процесса переноса в направлении течения. Оказалось, что большинство из этих механизмов действует и в более крупномасштабных процессах, когда перенос является в основном турбулентным. Ламинарные течения, которые рассматривались выше, при воздействии естественно возникающих возмущений, несмотря на их обычно небольшие масштабы, характерные для технологических процессов и процессов в окружающей природе, часто становятся неустойчивыми. [c.5]

До того как были получены изложенные выше экспериментальные данные и результаты расчетов, существовало несколько точек зрения на роль, которую играют трехмерные возмущения в процессе перехода естественноконвективного течения высказывались различные предположения о форме трехмерных возмущений и возникающих нелинейных механизмах. В работе [26] с помощью хорошо отражающих свет частиц алюминия проводилась визуализация течения воды в области перехода. При этом удалось обнаружить два продольных вихря, аналогичные тем, что описаны выше. Однако Шевчик [149], вводя краску в воду, наблюдал вихри, оси которых расположены перпендикулярно направлению течения. Было сделано предположение, что увеличение завихренности вызывается петлеобразной деформацией оси вихря. Однако осталось не выясненным, не связан ли рост завихренности со способом ввода краски в жидкость. Такое же расхождение возможных механизмов процесса перехода было отмечено и при исследовании вынужденных течений. Клебанов [85] установил по результатам тщательных измерений, что при введении в поток контролируемых трехмерных возмущений возникает вторичное осредненное течение в виде продольных вихрей в результате взаимодействия нелинейных и трехмерных механизмов. Были указаны также другие возможные механизмы, связанные, например, с генерацией гармоник высокого порядка или вогнутостью линий тока волнового движения. Однако, по-видимому, разумно предположить, что для естественной конвекции такие механизмы не играют определяющей роли и переход к турбулентному режиму течения вызван образованием областей с высоким сдвигом потока и других особенностей течения под действием системы продольных вихрей. Это подтверждается приведенными ниже данными. [c.36]

Как показали наблюдения многих исследователей, при орошении вертикальных поверхностей, ламинарный режим течения наблюдается только на небольшом начальном участке. При низких числах Ке поверхность пленки гладкая, появляющиеся локальные возмущения быстро исчезают. При увеличении Кбпл (или плотности орошения) на некотором расстоянии от входа появляются первые небольшие волны, имеющие синусоидальную форму. Волновой фронт перпендикулярен направлению течения и не разрушается при движении. Максимальная скорость имеет место на гребне волны. Во впадинах скорость меньше, а иногда имеет и обратное направление. Первые волны во многих исследованиях наблюдались при КСпл = 20. [c.55]

Появление волн на наружной поверхности пленки. При очень низких значениях критерия Рейнольдса поверхность пленки полностью гладкая, на ней изредка возникают небольшие локальные возмущения, которые быстро исчезают в направлении течения. При увеличении плотности орошения появляются первые небольшие волны. Критерий Рейнольдса пленки, соответствующий появлению первых волн, обычно называют критичес1 им волновым критерием Рейнольдса Кекр.в. Первые волны имеют приблизительную форму синусоидальных волн, амплитуда которых прямолинейно повышается с увеличением критерия Рейнольдса. Волновой фронт перпендикулярен направлению течения и остается все время не искаженным. [c.22]

Неустойчивость вторичных течений обусловлена наличием точки перегиба в профиле скорости вторичного течения W y). Ио данным расчетов, для неустойчивых возмущений направление волнового вектора к почти перпендикулярно вектору невозмущенпой скорости течения в пограничном слое на высоте, соответствующей точке перегиба кривой W y), вектор скорости пространственного усиления о составляет с волновым вектором к угол, близкий к 90°, и ориентирован примерно по линии тока невязкого течения на границе пограничного слоя. На рис. 4.25 показаны углы направления векторов к и а (г 3д и ф соответственно). [c.113]

В отсутствие источника возмущений (рис. 5.39, а) структура течения подобна той, которая при других условиях обтекания рассматривалась в гл. 2. Характерным здесь является отчетливо выраженный провал изолиний в окрестности ребра двугранного угла, обусловленный переносом потока импульса вторичными течениями из внешней области вдоль биссекторной плоскости к угловой линии и свидетельствующий о существовании продольно развивающихся вихрей. При наличии источника возмущений вторичные течения 2-го рода в значительной мере подавлены, а при D = 0.263 (рис. 5.39, б), возможно, полностью разрушены. Поскольку механизм переноса импульса с низким уровнем турбулентности в направлении ребра двугранного угла ослаблен, то не случайна большая наполненность угловой зоны высокоэнергетичными турбулентными пульсациями. [c.301]

Рис. 13.6. Свойства наиболее неустойчивой волны Чарни (т. е. наиболее неустойчивого возмущения в течении на -плоскости с постоянным сдвигом скорости в предельном случае несжимаемой жидкости). Решение не зависит от координаты у. а) Линии тока агеострофического течения в плоскости Как следует из результатов разд. 12.10, у земли восходящий воздух оказывается связанным с потоком в область холода, а нисходящий — с течением, направленным к области тепла, (б) Изолинии (сплошные) нормальной составляющей скорости V и изэнтропы (штриховые) в плоскости (л , 2 ). Буквами В и Н обозначены места максимальных и минимальных значений теопотенциала. Здесь скорость V равна нулю. В точках, расположенных на нижней границе, а также на верхней кромке рисунка (но не течения) с 2 = 2//н, и обозначенных буквами Г и X, воздух имеет наибольшие и наименьшие значения температур. Маленький рисунок справа демонстрирует изменение меридионального потока тепла с высотой. На рисунке также показан уровень ведущего потока (5Ь). Высота Россби для данной волны определяется выражением (13.4.4). (С любезного разрешения П. Д. Киллворта.)

Исследование развития во времени возмущений в открытых течениях типа пограничного слоя представляет интерес в основном с теоретической точки зрения, так как опыт показывает, что усиливающиеся волны неустойчивости обычно сносятся потоком, т.е. они развиваются в пространстве. Поэтому к практически реализуемым ситуациям более подходит рассмотрение волн типа (1.17), периодических во времени, с амлитудой, изменяющейся при движении в направлении течения. Однако пространственное развитие возмущений в плоских параллельных сдвиговых слоях — это процесс, который существенно отличается от неустойчивости во времени. Исходная начально-краевая задача временной неустойчивости для возмущения нормальной скорости вида и х, у, г, <) = а(у, получающаяся как следствие системы [c.40]

Линейное приближение, используемое для описания начального этапа процесса перехода к турбулентности в условиях низкой возмущенности набегающего потока, теряет применимость с ростом амплитуды колебаний в направлении течения. За областью их линейного усиления следует нелинейная стадия, где компоненту возмущения ламинарного течения нельзя более рассматривать как суперпозицию линейно независимых колебаний и ее характеристики определяются нелинейными эффектами — волновыми взаимодействиями. В спектральном представлении процесса перехода в зоне отрыва пограничного слоя (рис. 6.15) его нелинейный этап начинается с разрушения пакета колебаний в частотном спектре пульсаций, сформированного в области линейной неустойчивости. На участке протяженностью порядка длины [c.247]

В композитных прослойках касательные и нормальные Ох напряжения являются непрерывными функциями координат (рис.4.6 и рис.4.7). Напряжения ау на границах раздела слоев терпят разрыв. Возмущение деформаций на границах раздела слоев приводит к соответствующим изменениям напряжений ау. Например, для прослойки по схеме М-Т-М (рис.4.6) при приближении к границе раздела слоев ( = 0,5) напряжения в мягком слое вначале увеличиваются, затем отмечается некоторое их снижение. В твердом металле на участке возмущения деформаций (Лт) напряжения ау снижаются с уменьше1шем и при < 0,5 - Лт они начинают возрастать. Особенностью деформированного состояния несимметричных композитных прослоек является смещение нейтральной плоскости (разделяющей пластическое течение металла по двум взаимно противоположным направлениям) относительно серединной в сторону более прочной части, например для двухслойной прослойки - в сторону твердого слоя (Т) на величину ё. (рис.4.8). В зависимости от соотношения прочности и доли слоев нейтральная плоскость располагается либо в твердом, либо в мягком слое. [c.217]

Число Рейнольдса является определяющим параметром не только для количественных характеристик пограничного слоя, но и для самого характера течения. При небольших числах Рейнольдса движение частиц газа имеет упорядоченный слоистый характер, такое течение называется ламинарным. При больших числах Рейнольдса движение частиц газа становится беспорядочным, возникают неравномерные пульсации скорости в продольном и поперечном направлениях, такое течение называется турбулентным. Переход ламинарного теченпя в турбулентное происходит при определенном значении числа Рейнольдса, называемом критическим. Критическое число Рейнольдса не постоянно и в очень сильной степени зависит от величины начальных возмущений, т. е. от интенсивности турбулентности на-бегагощего потока. [c.281]

Соответственно, рассматриваемая аномалия продольного течения представляет собой истинный изотермический или неизотермический переход типа жидкость — твердое тело, причем если жидкость эта была раствором, то спинодальное разделение фаз сопровождается выжиманием растворителя из струи. Поэтому жидкая фаза выдергивается из фильеры не твердоподобной жидкой струей, а на самом деле отвердевшим волокном. В работе [22] описан более эффектный вариант такого опыта, также названный ориентационной катастрофой, при котором гонкое затвердевающее волоконце выдергивает из сосуда весь раствор в виде набухшего студня. В этом случае аномалия обусловлена тем, что характерный для спинодального разделения фаз фронт гигантских флуктуаций состава распространяется в направлении, противоположном течению, и со скоростью, большей средней скорости течения поэтому соответствующее линейное возмущение по достижении основного объема раствора приобретает объемный характер, вызывая застудневание или кристаллизацию раствора. [c.221]

Рассматривая устойчивость самого фронта нламени (пока никак не связанного с возможными акустическими колебаниями), введем плоскость у, z, которая будет совпадать с плоскостью фронта пламени в невозмущенном процессе. Направление оси х сохраним прежним — по скорости течения. Пусть малые возмущения скорости 6и и давления Ьр будут периодическими но времени и координате у, т. е. пропорциональными множителю ехр iky — i0.t) и не будут зависеть от z. [c.323]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология