Конвекция, влияние МГД-эффекто

Интересные опыты по изучению диффузии в газовых смесях и в растворах под влиянием температуры проведены Соре (1879). Если жидким раствором или смесью газов заполнить вертикальную трубку и верхний конец ее нагревать, а низ охлаждать, то концентрация раствора или смеси газов на обоих концах трубки становится различной (эффект Соре). Хотя разности концентрации на концах трубки не превышают нескольких процентов в газах и десятых долей процента в жидкостях, к такому эффекту было проявлено внимание и позднее удалось установить, что эффект Соре становится во много раз значительнее, если его усилить путем тепловой конвекции. В настоящее время такой прием, называемый методом термодиффузии газовых смесей, широко применяют для разделения изотопов. При разделении на компоненты жидких растворов термодиффузия менее эффективна. [c.153]

Можно объяснить и тот факт, что при использовании нагревателя первого типа не было замечено существенного влияния чисел оборотов затравки и тигля на качество слитков. Видимо, хорошее перемешивание расплава за счет потоков естественной конвекции сглаживало эффект механического перемешивания, т. е. изменением числа оборотов в диапазоне 20—60 об/мин невозможно было оказать влияние на однородность состава расплава и качество монокристалла. При работе со вторым типом нагревателя с подводом теплоты к тиглю в радиальном направлении замечена зависимость температурного поля ц качества кристалла от чисел оборотов тигля и затравки. При размещении тигля с положительными значения- [c.211]

Т. е. верхний раствор будет просто плавать па поверхности нижнего. Предположим теперь, что появляются небольшие изменения температуры в растворе (а они бывают всегда). Поскольку с повышением температуры плотность большинства растворов уменьшается, эти колебания температуры будут приводить к локальным инверсиям плотности (т. е. области с большей плотностью будут располагаться над областями с меньшей плотностью), что будет в свою очередь вызывать локальные перемеш ения жидкости, называемые конвекцией. Этот эффект обычно невелик и не оказывает существенного влияния на положение начальной границы, поскольку разность плотностей на границе обычно достаточно велика для того, чтобы перемешивания через границу не происходило (до тех пор, пока разность температур не становится больше 10—20°). Однако при седиментации изучаемые молекулы будут двигаться через более плотный нижний слой, где такая конвекция способна разрушить любую существующую зону. Введение крутого градиента плотности дает гарантию, что различия в плотности, способные вызвать потоки внутри градиента, могут быть результатом только очень больших изменений температуры. Второй важной функцией градиента плотности является предотвращение перемешивания в результате механических воздействий любое возмущение будет нейтрализоваться стремлением системы вернуться к положению, при котором область с низкой плотностью расположена над областью с высокой плотностью. Кроме того, градиент позволяет решить еще одну проблему. Рассмотрим систему без градиента и без возможных температурных колебаний и механических воздействий, в которой седиментирующие молекулы уже проникли в нижний слой и образовали зону. В этой зоне наличие молекул увеличивает плотность раствора благодаря их собственному вкладу в плотность (обычно этот эффект очень мал, однако при использовании высоких концентраций он может быть значительным). Таким образом, плотность зоны больше плотности раствора сразу под ней, что приводит к появлению конвективных токов в зоне по направлению к дну ячейки. Если вместо этого седиментацию проводить в предварительно полученном градиенте концентрации, то седиментирующие молекулы будут постоянно проходить через область с большей плотностью. При этом плотность каждой области будет продолжать увеличиваться, однако при достаточно крутом градиенте вклад молекул в плотность будет недостаточным, чтобы привести к инверсии плотности, и система поэтому остается стабильной. Чаще всего для получения градиента используется сахароза, что связано с доступностью ее в чистом состоянии, низкой стоимостью и отсутствием взаимодействий с большинством химических реагентов, ферментов, а также возможностью применения оптических методов анализа. Если изучаемая макромо- [c.310]

Комплексная величина Я= (РоХ д рАТ является силой, действу- Ющей на теплоноситель и возникающей под влиянием разности температур, от которой зависит эффект переноса тепла. Разность температур определяет скорость перемещения теплоносителя вдоль поверхности нагрева, и поэтому сила Р однозначно характеризует мощность потока в условиях естественной конвекции. [c.87]

Различие между вынужденной и естественной конвекцией заключается, во-первых, в способе формализации движущей силы теплообмена конвекций и, во-вторых, в различном влиянии параметров А1 и Аг, характеризующих влияние физических свойств, теплоносителя. Таким образом, при вынужденной конвекции движущей силой является мощность потока, тогда как при естественной конвекции эта мощность выражена через величину силы, действующей на поток. Что касается влияния физических свойств, то значение имеют не отдельные свойства, а их комбинация, характеризуемая параметрами Ai и Аг. Иными словами, с точки зрения эффекта теплообмена конвекцией эти свойства взаимозаменяемы. [c.87]

Исследованием зависимости С от А и б между нагревателем и калориметром не обнаружено теплопередачи путем конвекции и влияния краевых эффектов. [c.60]

Определялись поправочные множители, учитывающие влияние естественной конвекции на скорость горения [ ]. Исследовалось влияние испарения и горения на сопротивление сферы (например, в работах [ ] и [ ]). Разные авторы исследовали влияние полимеризации, крекинга и фракционной перегонки в каплях многокомпонентного жидкого горючего, учитывали радиационный перенос тепла от пламени к кайле, теплопроводность (неоднородность температуры), движение жидкости внутри капли, интенсивную мелкомасштабную турбулентность в газе, близость других горящих капель, находящихся в окисляющей атмосфере, рассматривали явления воспламенения и погасания. Тем пе менее простых надежных и полезных поправок к формуле (58), учитывающих какой-либо из этих эффектов, не было получено. [c.89]

Причиной, по-видимому, является то обстоятельство, что чем крупнее (в известных пределах) частицы кипящего слоя, тем больше разность между скоростями газа и частиц, определяющая эффект теплоотдачи конвекцией. Возможно также влияние некоторых других специфических особенностей гидродинамики кипящего слоя. [c.483]

Возникающие при вращении центробежные эффекты и эффект Кориолиса должны учитываться в уравнениях баланса сил и количеств движения. Эти соотношения, как и другие уравнения равновесия, затем подвергаются упрощениям для каждой конкретной задачи как в геометрическом отношении, так и путем введения некоторых дополнительных аппроксимаций. Многие встречающиеся на практике конкретные задачи могут получить то или иное частное описание. Приводимый ниже краткий обзор в основном касается одной конфигурации. Вращение происходит вокруг вертикальной оси с угловой скоростью й (рад/с), причем все граничные условия характеризуются осевой симметрией. В качестве координатной системы используются цилиндрические координаты л 0 и 2. Единственным учитываемым здесь изменением плотности является то, которое вызывает свободную конвекцию оно записывается в виде приближения Буссинеска Ар = рР( —(г), где г г — некоторая характерная температура. Таким образом, влияние на плотность разности давлений, обусловленной центробежными силами, в данном случае не учитывается. Такое допущение по поводу центробежных сил представляется вполне разумным, поскольку эти силы достаточно малы по сравнению с ускорением силы тяжести, т. е. Л <С 1, где [c.458]

В первых семи главах описаны наиболее простые фундаментальные механизмы процессов, возникающих в стационарных и нестационарных внешних течениях, вызванных переносом тепла и массы. Гл. 8 и 9 характеризуют более высокий уровень сложности, при котором учитывается влияние существенных или аномальных изменений физических свойств жидкости. В гл. 10 рассматривается смешанная конвекция во внешних и внутренних течениях. Гл. 11 и 12 посвящены неустойчивости, переходу и турбулентному переносу во внешних течениях. Гл. 13, в которой изучаются неустойчивые стратифицированные слои жидкости, является подготовительной для гл. 14, где рассматривается перенос в замкнутых и частично замкнутых емкостях. В гл. 15 обсуждаются внешние и внутренние течения в пористой среде. В гл. 16 представлены явления, связанные с поведением неньютоновских жидкостей. Наконец, в гл. 17 собрана информация о центробежных и других силовых полях, о влиянии хаотических воздействий и излучения, а также изучены сопутствующие эффекты и производство энтропии. [c.10]

Влияние числа Прандтля жидкости и относительного удлинения L/D цилиндра на теплообмен при обтекании горизонтально расположенной проволоки вертикальным потоком было исследовано в работах [47, 48]. В условиях естественной конвекции величина L/D, необходимая для того, чтобы считать длину проволоки бесконечной, т. е. пренебречь трехмерными концевыми эффектами, явно меньше, чем в условиях смешанной или вынужденной конвекции. Однако для всех режимов необходимая вели- [c.600]

Результаты расчетов в случае изотермической поверхности. Расчеты кривых нейтральной устойчивости и изолиний коэффициентов усиления возмущений при too = tm(s,p), т. е. при R =0, были выполнены в работе [129]. Они подтвердили, что эффекты, связанные с изменением плотности воды при низких температурах, стабилизируют течение. Примерно такое же влияние, как и в предыдущем случае, на устойчивость естественной конвекции оказывает повышение солености и давления воды. Однако значения 2, соответствующие наиболее неустойчивым возмущениям, не так сильно отличаются от среднего значения. [c.154]

Для определения влияния эффекта смачивания внешней поверхности термосифона (эффекта мокрого термометра) был поставлен сравнительный эксперимент. Обнаружено, что при равных тепловых нагрузках при пленочном увлажнении и обдуве воздухом температура внешней поверхности термосифона снижалась до 5-6°С по сравнению с температурой сухой стенки. При увлажнении зон конденсации термосифонов в условиях верхнего распыливания жидкости и активного воздушного вентилирования в градирне следует ожидать снижения температуры в зоне конденсации за счет внешнего испарения пленки. Это приведет к увеличению теплопереда рщ й способности термосифонов и доохлаждению воды дополнительно на 3-4°С. Были проведены эксперименты с двухфазным термосифоном из нержавеющей стали с длиной Ь = 4,30 м (2/ё = 32,5). Масса заправки двухфазного термосифона дистиллированной водой составляла 0,5 кг. Нижний конец двухфазного термосифона размещался в термостате с нагретой водой (1в= 84°С), а верхний конец охлаждался в условцях свободной конвекции. В ходе экспериментов определялся темп охлаждения нагретой воды, а мощность двухфазного термосифона составляла л 200-300 Вт. При скоростях движения воздуха 1 -3 м/с, имеющих место в градирнях вентиляторного типа и теплообменниках на термосифонах и тепловых трубах, мощность термосифона существенно возрастает. [c.249]

Процессы фазового перехода материалов также часто происходят в замкнутых областях известно, что и в этих случаях эффекты естественной конвекции зачастую играют заметную роль. Установлено [206], что свободноконвективные циркуляционные потоки в жидкостях оказывают существенное влияние на характер роста кристаллов. Еще одной областью исследований, представляющей значительный практический интерес, является анализ процессов смешанной конвекции в полостях, например, теплообменных устройств и топливно-энергетических установок. Эти процессы рассматривались выше в гл. 10. [c.237]

По данным [75], увеличение концентрации МЭА от 0,5 до 5 моль/л приводит при а <]0,5 к заметному возрастанию К а. При дальнейшем увеличении значения 5 .0 коэффициент массопередачи уменьшается, что обусловлено возрастанием вязкости раствора и уменьшением эффекта поверхностной конвекции. То же относится к растворам ДЭА [101], где максимум коэффициента массопередачи соответствует 2—3 н. раствору. Влияние вязкости наиболее ощутимо в области протекания мгновенной химической реакции и в переходной области. [c.154]

Физический смысл комплекса Но = т/1 ясен из предпосылок анализа сравнивались (см. вывод уравнения неразрывности) два конкурирующих эффекта — вынужденный перенос массы жидкости (под действием перепада давления, разности уровней и т. п.) и ее накопление в выделенном объеме. Специально подчеркнем, что численное значение безразмерного комплекса (здесь Но однако замечание относится к любой обобщенной переменной) не есть прямое отношение конкурирующих эффектов, факторов. Это их соотношение (т. е. отношение в каком-то масштабе-, говорят "масштаб отношений"), поскольку все постоянные коэффициенты, выражающие связи количественно, в комплексах, как правило, опускаются. Можно лишь утверждать, что при увеличении комплекса возрастает влияние фактора, стоящего в числителе (для Но — переноса массы за счет вынужденной конвекции), а при уменьшении комплекса — фактора, стоящего в знаменателе (для Но — накопления массы во времени). В частности, ддя стационарных процессов, где отсутствует накопление массы в рабочей зоне, критерий Но вырождается, его численное значение стремится к бесконечности. [c.104]

Степень разделения компонентов повышается, если навить проволоку по винтовой линии на внутреннюю трубку колонки — при этом уменьшается влияние паразитной конвекции. К тому же эффекту приводит использование роторных диффузионных колонн, в которых внутренний цилиндр медленно вращается. Недостаток как роторных колонн, так и колонн со спиральной навивкой состоит в увеличении продолжительности достижения стационарного состояния, которое составляет, как правило, десятки часов. [c.96]

Особенности задачи теплообмена в ТЭ непосредственно связаны с принятой в том или ином ЭХГ схемой термостатирования, а также и с общей схемой и конструкцией ЭХГ. Возможны различные пути вывода теплоты из зоны реакции теплопроводностью по элементам конструкции (а в некоторых схемах — далее по ребрам в окружающую среду), вынужденной и естественной конвекцией жидкого электролита, вынужденной конвекцией движущихся реагентов и, наконец, испаряющейся водой. В зависимости от схемы и конструкции ЭХГ и использованной схемы термостатирования обычно происходит либо полное исключение того или иного канала съема теплоты, либо настолько существенное уменьшение его влияния, что им можно пренебречь. В наиболее распространенной схеме термостатирования жидким проточным электролитом теплота удаляется в основном вынужденной конвекцией, эффектами естественной конвекции и теплопроводности можно пренебречь. Наиболее просто система термостатирования построена в ЭХГ фирмы Сименс [4.1] в них удаление как теплоты, так и воды осуществляется только проточным электролитом, поэтому имеется только один канал съема теплоты, и задача построения системы термостатирования в этих разработках свелась в основном к осуществлению мероприятий, обеспечивающих равномерную раздачу [c.172]

Протекание хемосорбционных процессов зависит от гидродинамики жидкостных потоков, но может, в свою очередь, оказывать существенное влияние на гидродинамическую обстановку (нестабильность поверхности — поверхностная конвекция). Поверхностная конвекция, по-видимому, сопровождает с различной интенсивностью большинство хемосорбционных процессов и в частности практически важные процессы поглощения кислых газов щелочными хемосорбентами. Важность изучения поверхностной конвекции связана с возможностью значительного увеличения скорости массопередачи. Изучение механизма влияния поверхностной конвекции на массопередачу позволит не только учесть влияние поверхностной конвекции, но и предсказать системы, обладающие этим эффектом. [c.5]

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в жидкой фазе линейный размер конвективных ячеек (глубина проникновения поверхностной конвекции) соизмерим с толщиной диффузионного пограничного слоя, а масштаб скорости ячеек соизмерим с коэффициентом массоотдачи в газовой фазе интенсивность поверхностной конвекции недостаточна, чтобы оказать заметное влияние на скорость массоотдачи. Величина Ор определена из расчета. Расчет не учитывает интенсивную гиббсовскую адсорбцию [29], наблюдаемую в растворах сильных ПАВ, и прочие поверхностные эффекты, т. е. основан на использовании величины статического, а не фактического (динамического) поверхностного натяжения. Вероятно, этим объясняется расхождение экспериментальных и теоретических критических значений чисел Марангони. [c.98]

Другая трудность в применении теории Смолуховского к обычным эмульсиям — влияние ортокинетической коагуляции. Она проявляется в том, что в высокополидисперсных системах, подвергающихся коагуляции, мелкие частицы исчезают значительно быстрее, чем крупные — эффект Вернера (1932). Ортокинетическая коагуляция заключается в увеличении скорости столкновения частиц сверх скоростей, обусловленных броуновским движением, возникающим из-за различных скоростей движения больших и малых частиц в гравитационном поле или при конвекции. Этот эффект ясно демонстрируется, например, в дисперсиях угольной сажи, к которым добавляют определенное количество соли, чтобы вызвать медленную коагуляцию. В некоторых случаях золи, медленно коагулирующие при стоянии, мгновенно коагулируют при интенсивном встряхивании. Такой эффект является авто каталитическим, так как при росте агрегатов неравенство скоростей увеличивается. В типичных эмульсиях с размером капель 0,1 —10 мкм и более ортокинетическая коагуляция может быть более важной, чем обычная коагуляция. Поэтому ни теория Смолуховского, ни любое ее усовершенствование не применимы к процессам быстрой и медленной коагуляции. [c.107]

Решения, представленные в предыдущих разделах, были получены при использовании ряда предположений. Нормальная составляющая скорости на стенке принималась равной нулю даже при наличии массообмена. Предполагалось, что теплофизические свойства жидкости поперек пограничного слоя постоянны. Влиянием теплообмена на диффузию (эффектом Соре) и влиянием диффузии на теплообмен (эффектом Дюфура) пренебрегалось. Можно назвать важные приложения, в которых эти явления порознь или совместно оказывают существенное влияние на характеристики течения. Например, ири завесном охлаждении, когда холодный газ вдувается сквозь пористую стенку в основной поток, скорость вдуваемого газа на стенке Va часто может быть велика. Если вдуваемый газ по своим свойствам сильно отличается от основного газа, эффекты Соре и Дюфура могут ири некоторых условиях стать существенными. Наконец, поскольку теплофизические свойства зависят как от температуры, так и от концентрации, большие изменения какого-либо из этих параметров могут привести к некорректности предположения о постоянстве теплофизических свойств. В данном разделе рассматривается влияние конечной скорости на стенке, а также эффектов Соре и Дюфура на характеристики течения в условиях естественной конвекции. [c.389]

Из экспериментальных работ, посвященных изучению влияния эффекта поверхностной конвекции на скорость массопередачи без химической реакции, необходимо отметить исследования [123, 125—128]. П. Бриан с сотр. [125] в пленочной колонне из разбавленных водных растворов десорбировали в азот вещества, понижающие поверхностное натяжение (метилхло-рид, этиловый эфир, триэтиламин, ацетон). Интенсивность нестабильности критерия Марангони оценивали трассерным методом в качестве инертного трассера использовали для жидкой фазы пропилен, для газовой фазы — воду. Результаты работы свидетельствуют о том, что по достижении критического значения числа Марангони коэффициент массоотдачи в жидкой фазе увеличивается, причем максимальное увеличение составляет 3,6 (по сравнению с десорбцией пропилена из воды). Это косвенно свидетельствует о существовании поверхностной конвекции в жидкой фазе. В газовой фазе коэффициент массоотдачи оставался постоянным. [c.98]

Метод диафрагменной ячейки. Впервые этот метод был использован Нортсропом и Ансоном [42]. В этом случае диффузия осуществляется через пористую перегородку— диафрагму, соединяющую две ячейки, в которых концентрации соответствующих жидкостей остаются постоянными. Тз1с как диафрагма существенно уменьшает поперечное сечение, уменьшая поверхность контакта между двумя жидкостями, то снижается влияние эффекта конвекции. [c.223]

При малых значениях Кеэ возможно влияние e Te TBeiyion конвекции на массообмен в зернистом слое, особенно при течении жидкости. В работе [108] показано, что при Кеэ < 1 значения р различны при разном направлении потока воды в слое элементов из р-нафтола и бензойной кислоты. При движении воды снизу вверх интенсивность массоотдачи в несколько раз ниже, чем при движении воды сверху вниз. Влияние направле-ния потока можно объяснить только эффектами свободной конвекции, которые проявляются при разнице удельных весов чистой жидкости и пограничных с элементами слоев жидкости, насыщенных примесью растворенного вещества. При движении растворителя сверху вниз более тяжелые пограничные слои жидкости стекают вниз быстрее основного потока, повышая скорость растворения при движении снизу вверх раствор может скопиться в пространстве между зернами и затруднить перенос. [c.155]

Рассмотрим теперь, в какой мере следует учитывать эти эффекты ири расчете реактора. Возыйем вначале реактор вытеснения цилиндрической формы, заполненный только реакционной смесью. В таком реакторе иоток может быть либо ламинарным, либо турбулентным. В нервом случае действуют обычная молекулярная диффузия и конвекция, вызванная неравномерностью распределения температур. Если длина реактора значительно больше его диаметра, как это обычно имеет место в действительности, молекулярная диффузия в продольном направлении, как правило, почти не сказывается на работе реактора. Тем не менее, поперечная молекулярная диффузия может оказаться существенной, по крайней мере, в газах. Как уже указывалось, она будет снижать влияние распределения скоростей, приводящего к отклонению от режима идеального вытеснения. К этому вопросу, рассмотренному в работе Босворта 18], мы вернемся в 2. 7. Конвективный перенос в радиальном направлении может иметь аналогичный эффект, т. е. способствовать приближению к модели идеального вытеснения. Продольный конвективный перенос, который может наблюдаться в вертикальных цилиндрических аппаратах при сильном нагревании жидкости или газа, оказывает противоположное воздействие и может значительно снизить производительность реактора по сравнению с рассчитанной на основе модели идеального вытеснения. Этого можно избежать, правильно выбрав конструкцию реактора, например, использовав перегородки, либо горизонтальный реактор вместо вертикального. [c.60]

Влияние некокденсируюш/ гося газа. Присутствие нс-коидсисирующсгося газа, растворенного в жидкости, оказывает влияние на кривую кипения вблизи начала пузырькового кипения. Газовые пузыри могут появиться на поверхности нагрева при температуре, меньшей температуры, соответствующей насыщению. Это воздействие на точку начала парообразования можно учесть включением в анализ, описанный в п. А, парциального давлопня неконденсирующегося газа. При низких тепловых потоках сразу же после начала дегазации дополнительная конвекция, вызванная газовыми пузырями, увеличивает теплоотдачу по сравнению со случаем без наличия газа. Однако этот. эффект исчезает при высоких тепловых потоках, когда устанавливается полностью развитое пузырьковое кипение. [c.374]

Влияние гравитационного ускорения. Повышение гравитащюниого ускорения оказывает небольшое воздействие в области полностью развитого пузырькового кипения, 1г немногие корреляции учитывают этот эффект. Повышение ускорения, однако, усиливает интенсивность свободной конвекции и поэтому нри низких тепловых потоках, где существенна свободная конвекция, вызванная пузырями, происходит некоторое увеличение теплоотдачи. [c.374]

Полностью развитое кипение с недогревом. При возникновении кипения действует только ограниченное число центров парообразования, так что часть теплоты передается обычным процессом в однофазной жидкости между пузырями. Эта переходная область названа неразвитым кипением. Когда температура поверхтюсти увеличивается, число центров пузырей возрастает, а площадь, через которую теплота передается к однофазной жидкости, уменьшается. Наконец, вся поверхность покрывается пузырями, кипение становится полностью развитым и однофазная компонента теплоотдачи уменьшается до нуля. Скорость и недогрев, имеющие сильное влияние на теплоотдачу в однофазной жидкости, в области полностью развитого кипения оказывают небольшой эффект или вовсе не влияют на температуру поверхности. При кипении с недогревом температура поверхности зависит в основном от тепловой нагрузки п давления жидкости. Влияние условий на поверхности для кипения при вынужденной конвекции должно быть слабее, чем в большом объеме, потому что высокие тепловые нагрузки и перегревы стенки сдвигают диапазон активных центров парообразования в сторону меньших размеров, которые в действительности имеются на большей части поверхностей. Однако прямых экспериментальных данных, подкрепляющих это утверждение, немного. [c.382]

В другом случае Р. Висканта [47], желая установить суммарный эффект взаимодействующих В(идов теплопередачи (теплопроводностью, конвекцией и излучением) в аналогичной мО Дели, также лолучил интегро-дифферен-циальное уравнение, которое по методу Барбье было преобразовано в нелинейное дифференциальное. На основе решения численных примеров автор показал влияние на теплообмен и на распределение температур в излучающей среде параметров системы и предложил два приближенных метода. [c.54]

Для других значений Рг и S было проведено численное интегрирование системы (6.4.14) — (6.4.16) при Рг = 0,7 и S = = 0,1 — 10, а также при Рг = 7,0 и S = 1 — 700. Рассматривались случаи как однонаправленного, так и противоположного действия механизмов конвекции. На рис. 6.4.1 представлены )асчетные профили скорости, концентрации и температуры при г = 7 и S = 1, которые, как и прежде, свидетельствуют о существенном влиянии N на распределения скорости. Увеличение А приводит к возрастанию как максимальной скорости, так и скорости в каждой точке т), причем, как и ожидалось, этот эффект выражен сильнее при более низких значениях числа Льюиса. Возрастание скорости объясняется увеличением дополнительной составляющей выталкивающей силы, обусловленной диффузией. При заданном значении Рг уменьшение S приводит к увеличению относительной толщины концентрационного пограничного слоя и возрастанию составляющей выталкивающей силы, обусловленной диффузией. Многие из особенностей, наблюдавшихся для плоских факелов, которые были рассмотрены в предыдущем разделе, отмечаются и в этом случае. Возрастание N приводит к уменьшению толщины теплового пограничного слоя при однонаправленном действии механизмов конвекции и к увеличению — при противодействии этих механизмов. Однако в отличие от плоского факела областей возвратного течения (в исследованных диапазонах параметров) не возникает. [c.367]

Одним из первых исследований, посвященных изучению данных механизмов в свободноконвективных течениях, является работа [95]. В этом экспериментальном исследовании осуществлялся вдув гелия сквозь пористую поверхность горизонтального цилиндра в окружающий воздух. Экспериментальные данные были получены при различных значениях массовой скорости вдува и температуры стенки. Результаты измерений показали, что при То = Тх плотность теплового потока в стенку не становится нулевой. Было установлено, что адиабатические условия достигаются в том случае, если температура стенки выще Тею на величину, которая зависит от массовой скорости вдува и может достигать 31,7°С. Аналогичные результаты были получены ранее, например в работе [94], при исследовании пористого вдува в пограничный слой при вынужденной конвекции в бинарной смеси гелий — воздух. На основании этой аналогии можно сделать вывод, что особенности экспериментальных данных для свободноконвективных течений также объясняются влиянием диффузии на перенос тепла, или эффектом Дюфура. В более поздней работе [82] проведен анализ этих эффектов в окрестности нижней критической линии горизонтального цилиндра для системы гелий — воздух. [c.396]

Пэдлог и Моллендорф [24] обобщили результаты исследования [25], более подробно изучив влияние переменности свойств в окрестности максимума плотности. В частности, рассматривались температурные условия, при которых возникает инверсия конвекции. Кроме того, в анализе учитывалось влияние вдува на стенке. Такое граничное условие приближенно соответствует случаю плавления поверхности льда в воде. Было установлено, что вдув является доминирующим эффектом и приводит к снижению теплового потока максимум на 7 % при 20 °С. Учет влияния переменности свойств приводит к дополнительному снижению теплового потока, составляющему всего 1,7 %. [c.489]

Конвективный перенос характеризуется двумя разными режимами вынужденной и естественной конвекцией. Скорости переноса определяются обычно в предположении, что один из этих режимов конвекции является доминирующим. Однако при наличии теплообмена в пограничном слое вблизи нагреваемой или охлаждаемой поверхности существуют разности температур. Эти перепады температур создают градиенты плотности в окружающей среде, и при наличии поля объемных сил типа силы тяжести возникает естественная конвекция. Следовательно, в условиях вынужденной конвекции будут присутствовать и проявления естественной конвекции. Важным с практической точки зрения является вопрос о том, насколько велики эффекты, обусловленные действием выталкивающих сил, и при каких условиях ими можно пренебречь по сравнению с эффектами, обусловленными вынужденной конвекцией. С другой стороны, если эффекты естественной конвекции сравнительно велики, вопрос состоит в том, когда можно пренебречь влиянием механизма переноса, связанного с вынужденной конвекцией. Во многих практических случаях оба механизма играют примерно одинаковую роль. В условиях когда существенно влияние обоих механизмов, говорят о наличии смешанной, или комбинированной, конвекции. Задачи такого рода возникают, например, при проведении тер-моанемометрических измерений проволочными и пленочными датчиками в низкоскоростных потоках, при естественной конвекции в условиях циркуляции жидкости окружающей среды, при вынужденном течении в нагреваемом канале, при охлаждении электронных приборов вентиляторами и во многих других случаях, представляющих практический интерес. [c.575]

Рассмотрим течение в условиях смешанной конвекции около вертикальной полубесконечной плоской пластины, имеющей равномерную температуру to. Вдоль поверхности создается равномерный поток жидкости со скоростью i/oo и температурой too. Отдельно проанализированы случаи io < и io > too. Согласно работе [99], в окрестности передней кромки наблюдается течение Блазиуса, причем влияние выталкивающей силы является лишь возмущением вынужденного течения, имеющего скорость Uoo. На достаточно большом расстоянии от передней кромки при однонаправленном действии механизмов конвекции характеристики течения определяются в основном выталкивающими силами и уже влияние вынужденного течения является возмущением. В промежуточной области оба эффекта имеют сравнимый порядок величины. Если выталкивающие силы противодействуют вынужденному течению, в некоторой зоне, расположенной ниже по потоку от передней кромки, может возникать отрыв и создаваться возвратное течение. [c.579]

В предыдущих главах при рассмотрении свободноконвективных течений мы не учитывали другие виды теплопереноса или же механизмы, которые могли возникать одновременно с конвекцией. Совместное действие различных механизмов переноса в примыкающих друг к другу областях обсуждалось в предыдущем разделе. Здесь же мы рассмотрим одновременное совместное действие кондуктивно-конвективного переноса, на которое накладываются радиационные эффекты. Так, в некоторых сопряженных задачах переноса, например в задачах, рассматривавшихся в разд. 17.5 (в частности, в задаче о пограничном слое вблизи нагретой вертикальной поверхности), перенос тепла излучением может играть существенную роль даже при относительно низких температурах, поскольку теплопередача естественной конвекцией часто оказывается очень малой, особенно в газах. В зависимости от свойств поверхности и геометрии задачи перенос излучением во многих практических ситуациях нередко близок по величине или даже больше, чем конвективный теплоперенос. Именно поэтому важно определить его влияние на характер течения и теплопередачу. [c.483]

Заряженные частицы перемещаются в растворе под влиянием электрического поля с различной скоростью. Уже в первой половине нашего столетия для этого явления было введено понятие "электрофорез" или "электрический перенос". Различие скоростей перемещения может быть обусловлено двумя причинами (а) различные молекулы несут на себе различные заряды и поэтому при наложении электрического поля могут ускоряться в различной степени (б) их перемещению препятствует различающееся по величине сопротивление трения. В простейшем случае разделительная среда (раствор электролита) находится в трубке. Из-за отвода Джоулева тепла на практике зачастую наблюдается искажение зон за счет различных плотностей электролита и конвекционных потоков. В случае классического электрофореза применяются гели или полоски бумаги, пропитанные электролитами для того, чтобы уменьшить помехи, вызванные конвекцией, а также чтобы увеличить сопротивление трения макро-молекул с незначительными различиями в зарядах и тем самым усилить эффект разделения. Использование полиакриламидного гель-электрофореза (ПААГ-электрофореза) позволяет проводить эффективное разделение молекул ДНК и белков. Благодаря изменению степени сшивания геля может быть оптимизирована производительность разделения. При использовании гель-электрофореза белков, денатурированных додецилсульфатом натрия (ДДСН), возможно непосредственное определение их молекулярной массы. Разделение в этом случае основано исключительно на затруднении миграции пробы через гель (без геля все денатурированные додецилсульфатом натрия белки перемещаются с одинаковой скоростью). [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология