Течения отрывные

Попытки разработать теоретические модели, которые позволяли бы рассчитывать форму пузыря и его мгновенный объем в динамическом режиме, предпринимались в работах [73—75]. Ценность таких работ заключается в том, что они дают возможность выяснить механизм процесса образования. Так, расчеты, проведенные в работе [75] показывают, что отрыв пузыря связан с утоньшением шейки за счет возвратного течения жидкости, вызываемого ростом пузыря. Момент отрыва естественно определяется моментом времени, когда диаметр шейки становится равным нулю. К сожалению, расчет отрывного диаметра с помощью таких моделей проводится с использованием достаточно сложных численных методов. Поэтому в практической работе удобнее пользоваться упрощенными моделями, которые, однако, связаны со значительной идеализацией процесса и потерей точности. [c.50]

Наиболее существенное изменение поля скоростей турбулентного потока (а также соответственно коэффициента сопротивления) с изменением режима течения, т. е. числа Ке, имеет место в тех случаях, когда течение происходит с отрывом потока от твердой поверхности, а изменение Ке вызывает соответствующее перемещение точки отрыва вдоль этой поверхности. Такое течение характерно, например, для отрывных диффузоров с углами расширения 15- 45°, для колен с небольшими радиусами [c.15]

Области безотрывного течения в диффузорах как пространственных, так и плоских показаны на рис. 1.22. Кривые / и 2 построены по данным многочисленных опытов [38, 71, 186]. Они разделяют всю область значений 1 / (п ) на две для безотрывных диффузоров (область /) и отрывных (область //). Кривая 1 относится к более благоприятным условиям входа (/ 0 1). Кривая 2 относится к случаю нали- [c.29]

При Кез 6М, т.е. при толщине акустического пограничного слоя, сравнимой или даже большей длины звуковой волны, размеры пограничного слоя становятся значительными и превышают б, поэтому при малых значениях Ке течения могут занять все пространство (область I на рис. 3.6 и картина линий тока будет характеризоваться величинами б = 1,4 и коКе < 10). Переход от одного типа течений к другому соответствует примерно /соКе = 10. Область Ш на качественной диаграмме рис. 3.6 соответствует таким интенсивностям звукового поля, при которых наблюдаются отрывные течения. [c.57]

При турбулентном режиме обтекания гребня формируется отрывное течение, вследствие чего за гребнем образуется устойчивая зона пониженного давления. По этой причине перепад давления на гребне будет выше, чем на ячейке. Его величину представим в виде [c.42]

Как было показано в [121], для состыкованных на выходе с холодильником диффузоров форма с раструбом обеспечивает существенно лучшие характеристики, чем колоколообразная. В [121] приведены координаты колоколообразной поверхности диффузоров, соответствующей направлениям линий тока. Показано, что, например, при отношении площадей Л =2,5 и длине N/Ri 3 в таком диффузоре реализуется безотрывное течение, хотя в обычном диффузоре с аналогичными параметрами заведомо должны бы были образоваться обширные зоны отрывного течения. [c.135]

Если происходит отрыв потока, то исходная концепция пограничного слоя становится непригодной. В таких случаях для описания течения в отрывной зоне и в следе за телом необходимо использовать дополнительные модели. В рамках такого подхода возможно использование модифицированной концепции пограничного слоя, подразумевающей разбиение всего поля течения на ряд взаимодействующих друг с другом областей, таких, как область ие-вязкого внешнего течения, присоединенный пограничный слой, свободный пограничный слой на границе отрывной зоны, область отрыва (застойная зона) и след, расположенный за областью отрывного течения конечной длины. [c.135]

В большинстве практических случаев, однако, происходит отрыв пограничного слоя. Вследствие этого на подветренной стороне тела формируется зона отрывного течения, что существенно изменяет всю картину обтекания. Меняется распределение давления по поверхности, поэтому становится отличным от нуля и сопротивление давления. Так как в настоящее время теории отрывных течений не существует, то для большинства тел коэффициент сопротивления можно определить только экспериментально. Наиболее полные данные по коэффициентам [c.136]

За пределами точки, в которой происходит отрыв потока (см. рис. 3.9), наблюдается резкое возрастание коэффициента теплоотдачи благодаря хорошему перемешиванию потока, вызванному турбулентностью в зоне отрывного течения. [c.60]

Остановимся теперь на диффузорах с заведомо отрывным течением жидкости. [c.458]

Заметим, что все вышеприведенные расчеты выполнены без -учета нарастания пограничного слоя на обтекаемых поверхностях. Влияние пограничного слоя может быть учтено введением поправки в контур тела на толщину вытеснения б. Для этого необходимо применить какой-либо численный или интегральный метод расчета ламинарного или турбулентного пограничного слоя (гл. VI) совместно с изложенным выше методом сквозного счета. При наличии интенсивных скачков уплотнения в сверхзвуковом потоке возможен отрыв пограничного слоя (гл. VI, 6). Отрыв пограничного слоя приводит к картине течения в канале, существенно отличающейся от идеального расчета. Оставаясь в рамках приведенной выше методики расчета, можно попытаться в первом приближении учесть влияние отрыва на характеристики течения. С этой целью предлагается использовать зависимости для отношения давлений в зоне отрыва р 1ро и для длины отрывной зоны Ь/б (гл. VI, 6). При расчете течения методом сквозного счета от сечения, где начинается отрывная зона, как и в случае струи, на границе задается давление, равное давлению в зоне отрыва. Заметим также, что при расчете струи, вытекающей из сопла во внешний поток, возможно учесть влияние спутного потока, решая соответствующую задачу о взаимодействии двух сверхзвуковых потоков на границе струи. [c.293]

Выше рассматривалось сопло с острыми кромками, в действительности торец сопла всегда несколько притуплен и в > с (рис. 11.7, б). При значительной разнице в диаметрах 4 и и при малых расстояниях Ав между торцом сопла и заслонкой возникает течение с областью пониженного давления около внутренней кромки сопла. Вследствие этого гидродинамическая сила может быть меньше, чем при сопле с острыми кромками. Такая гидродинамическая сила должна определяться с учетом силы давления, действующей на поток со стороны торцовой поверхности сопла. С увеличением расстояния наступает отрывное обтекание торца, соответствующее принятой на рис. 11.7, а расчетной схеме потока, вытекающего из сопла с острыми кромками. При смене режимов течения среды в зазоре между торцом сопла и заслонкой наблюдается нестабильность значения гидродинамической силы, которая может возрасти вследствие кавитации, если давление около внутренней кромки сопла снижается до значений, меньших значений атмосферного. Экспериментальные исследования показывают, что характер течения сохраняется близким к принимаемому для сопла с острыми кромками при 1 1(1 < 1,2 [14]. [c.305]

ВИСИТ значение гидродинамической силы, определяет направление вектора скорости потока среды, обтекающей клапан. Поток при некоторых формах клапана может не касаться его поверхности. Например, из теории плоских струйных течений известно, что для потока, вытекают,его из щели, которая образована расположенными на одной прямой прямоугольными кромками, угол 0 равен 69° (рис. 11.8, в). Кроме формы клапана, на угол 0 влияют соотношения размеров щели, а также скорость истечения среды, поэтому у одного и того же клапана угол 0 может иметь разные значения. Вследствие того, что попеременно происходит прилипание потока к поверхности клапана или возникает отрывное течение, гидродинамическая сила может быть переменной во времени и вызывать колебания клапана. По такой же причине могут возникать колебания золотников. Кроме того, колебания золотников могут быть связаны с эффектом отрицательного демпфирования, возникающего вследствие влияния инерции рабочей среды на значение гидродинамической силы.. [c.307]

Наличие отрывных течений около каждого зерна в слое позволяет обосновать модель процесса в зернистом слое как последовательность ячеек идеального смешения так, что описание процесса в i-й ячейке будет иметь вид (для степени превращения, например) [c.121]

Обсуждение теплообмена в разд. 5.1—5.4 относилось главным образом к тем участкам течения и переноса тепла, на которых поток остается присоединенным к поверхности. Отрывные течения, возникающие на последующих участках, не рассматривались. Такие течения имеют сложный характер и их трудно анализировать теоретически. Но ряд экспериментальных исследований улучшили понимание природы этих течений. [c.319]

Значительный переток через каналы в зернах приводит к тому, что вклад отрывных течений в затраты энергии на преодоление гидравлического сопротивления слоя будет меньше, чем в слое сплошных зерен. [c.146]

При Не > 800 /э энергия затрачивается в основном на образование отрывных течений. Для слоя сотовых зерен параметр в 5- 6 [c.146]

Распределение потока перед слоем катализатора. Схемы ввода потока в слой катализатора показаны на рис. 4.30. Отметим два характерных явления. Резкое расширение сечения потока на входе в аппарат приводит к появлению отрывных течений, возникновению циркуляционных токов и, как следствие, к неоднозначному по сече- нию распределению потока перед слоем. Скоростной напор потока, выходящего из подводящей трубы, приводит к ярко выраженному I факельному распределению скорости в слое (рис. 4.30,6). Оба этих явления приводят к неоднородности течения потока перед слоем. Неоднородность распределения по сечению потока выразим через распределение по радиусу аппарата перепадов полных давлений Д р в слое в виде отношения Д p на 1-м радиусе г,- и Д Рц в центре или Д р р среднего по всему сечению [309]. Неоднородность распределения потока по сечению слоя зависит от гидравлического сопротивления слоя, выраженного через параметр Эйлера Ец л = А р . /р, и геометрических размеров надслоевого пространства, выраженных в виде отношений с /0 и Н/О (на рис. 4.30,а). Некоторые результаты расчетов представлены на рис. 4.31 [310]. Эксперименты были проведены на модели диаметром 400 мм в следующем диапазоне изменения параметров (1/0 = 0,125- 0,5 Н/О = 0,1 - 0,7 ЕЦе = 60 f 365 при Ке> 104. Измерения показали, что наиболее значительное влияние на распределение потока оказывают следующие параметры ё/О и сопротивление зернистого материала Еи л. Изменение высоты надслоевого пространства (Н/О) оказывает слабое влияние на распределение потока перед слоем. Уменьшить неоднородность распределения потока по сечению слоя можно увеличением сечения входного патрубка ( /О > 0,5) или подсыпкой зернистого слоя перед катализатором (рис. 4.32). Первый вариант конструктивно не всегда удобен. Во втором варианте при Еи л > 600 гидравлическое сопротивление уже не влияет на распределение потока (область автомодельности), однако требуются значительные затраты энергии. Кроме того, вследствие скоростного напора струя [c.231]

Более надежно применить распределительные устройства (рис. 4.35), гасящие скоростной напор и предотвращающие появление отрывных течений. Основными путями создания эффективных распределитель- [c.233]

При боковом вводе потока наличие ступеньки между краем входного патрубка и слоем также приводит к появлению отрывных течений (рис. 4.30,в,г). В результате этого поток плохо распределяется по сечению слоя, а в области отрывных течений может иметь обратное направление движения (рис. 4.36), что обнаружено в опытах по отрицательным значениям скорости и в этой области. Увеличение соотношения 5 площадей сечения патрубка Г вх и полного сечения аппарата Fgп (5 = ап/ вх) и сопротивления слоя (параметра Ей) уменьшает неравномерность газораспределения. При 5 < 16 уступ и сопротивление слоя практически не влияют на неравномерность скорости, которая составляет 10 - 20% от средней по сечению. Эта неравномерность характерна для слоя со случайной упаковкой зерен. [c.235]

Следует отметить, что если отрывные течения возникают только сверху входного патрубка (см. рис. 4.30,г), то они также могут вызвать неоднородное распределение потока. [c.235]

Особенности потока в реакторе с боковым вводом были рассмотрены для условий, когда сопротивление надслоевого пространства меньше сопротивления слоя. Если слой тонкий (малое гидравлическое сопротивление или узкое надслоевое пространство), то неоднородность распределения потока возникает и в отсутствие ступеньки (Н = = 1, см. рис. 4.30,в) (312, 313] вследствие двух основных причин. Тонкий слой может вызвать отрывные течения, т.е. образование циркуляционных токов в слое. В узком канале над слоем по мере фильтрации потока через слой (оттока его части) его импульс и соответственно гидравлические условия изменяются, вследствие чего распределение потока становится неравномерным. Распределение относительной [c.235]

Рис. 4.17. К выводу зависимости теплоотдачи при отрывном течении

Рис. 4.18. Зависимость от Ке для области отрывного течения на дисковом ребре

Анализ течения в условиях промежуточного режима смешанной конвекции требует, как правило, достаточно глубокого понимания особенностей течения в двух предельных режимах конвекции. Сложность процессов переноса обусловлена в основном взаимодействием выталкивающей силы с полем течения, вызванного воздействием внешних сил. Если оба течения направлены одинаково, скорости переноса будут возрастать. Однако при некоторых углах между направлением действия выталкивающей силы и направлением вынужденного течения результирующая интенсивность переноса может быть меньше, чем в случае, когда оба механизма переноса действуют по отдельности. При анализе смешанной конвекции широко используют приближения пограничного слоя. Концепция пограничного слоя действительно часто справедлива, но ее применимость зависит от направления действия и интенсивности двух механизмов переноса. Даже в заданных условиях смешанной конвекции Gr/Re может быть локальным параметром и изменяться вдоль поверхности, что создает дополнительные затруднения. Пограничный слой может оставаться присоединенным лишь на части поверхности, а на других участках могут возникать зоны отрывного течения. Более того, на части поверхности может доминировать вынужденная конвекция, а на остальной поверхности — смешанная конвекция. Часто требуется вводить упрощающие предположения, чтобы иметь возможность применить разработанные к настоящему времени методы расчета. В большинстве последних аналитических исследований рассматривался один из двух предельных случаев вынужденное течение с малыми возмущениями, обусловленными действием выталкивающей силы, и свободноконвективное течение с малыми возмущениями, обусловленными вынужденным потоком. [c.576]

В аналогичном экспериментальном исследовании [109] определялись параметры переноса при естественной конвекции воздуха над двумя изотермическими наклонными плоскими пластинами, образующими клин при своем соединении. Такая геометрическая форма характерна для многих распространенных конструкций. Было установлено, что при естественной конвекции над симметричным клином с внутренним углом, изменявшимся от 120 до 160°, параметры переноса очень мало отличаются от соответствующих характеристик течения около одиночной наклонной поверхности. Над гребнем отрывные течения с каждой стороны клина сталкиваются и поднимаются в виде единого факела аналогично тому, как это происходит над полуцилиндром или полусферой в соответствии с данными, обсуждавшимися в гл. 5. На рис. 11.12.5 показана интерферограмма течения с вихревой дорожкой в факеле над клином с внутренним углом 120°. Вихревая дорожка наблюдается на фоне отчет- [c.126]

Действительно, как следует из сопоставления кривых изменения температуры под центром парообразования с кинограммами процесса кипения, зона наиболее интенсивного отвода тепла от поверхности нагрева ограничена максимальным размером основания пузыря, достигаемым им при росте на поверхности в течение короткого промежутка времени и пропорциональным отрывному диаметру о- Слияние же пузырей при высоких значениях д происходит уже после завершения этой стадии и, кроме того, на некотором расстоянии от поверхности нагрева, так что оно не препятствует протеканию отмеченных выше этапов ее локального охлаждения. [c.52]

Первая из указанных возможностей реализуется в случае отрыва потока от гладкой поверхности на участке распределенного положительного градиента давления во внешнем потоке. Примеры подобных течений — отрывное обтекание крыльев при малых и умеренных углах атаки. В экспериментах [Довгаль, Козлов, 1983а Довгаль и др., 1989а] модель крыла с переменным углом скольжения размещалась в рабочей части аэродинамической трубы и подвергалась монохрома- [c.245]

Возрастание Re и /и приводит к асимметричному распределению касательных сил по поверхности сферы. Однако это оказывает слабое влияние на картину течения внутри капли. Геометрия линий тока внутри катти даже при относительно больших значениях Re и /д мало отличается от адамаровского режима течения, определяемого вихрем Хилла Точка отрьгвз потока от твердой сферы может быть определена значением угла в, при котором касательное напряжение на поверхности обращается в нуль Это эквивалентно обращению в нуль вихря на поверхности При Re 100, например, зоне отрывного течения соответствует угол отрыва 124° В работе [28] на основании обработки экспериментальных данных отмечается, что угол отрыва потока от сферы в области Re <7S0 с погрешностью + 14 % можно коррелировать формулой 83 262 Re 2, [c.21]

Массообмен в зоне отрыва можно приближенно рассчитать, вос-пользовавишсь для функции тока в кормовой области сферы разложением типа (4.101). При этом формально считается, что в зоне отрыва образуется диффузионный пограничный слой и что в точке набегания потока со стороны отрывной зоны (точка т = тг) концентрация вещества равна концентрации вдали от сферы. Полный диффузионный поток определяется суммой потоков в пограничных слоях до точки отрыва и в зоне отрьганого течения. Такой приближенный способ учета массообмена в вихревой зоне был применен в работах [281, 286]. Следует однако отметить, что он носит весьма условный характер, так как ввиду наличия циркуляции жидкости в вихревой зоне граничное условие постоянства концентрации вдали от капли для этой области не вьшолняется. На рис. 4.11 кривая/характеризует массообмен твердой сферы. Штриховая часть этой кривой соответствует решению без учета массообмена в зоне отрыва. Заметим, что при фиксированных значениях Ре с изменением Ке от 0,5 до 100 коэффициент массообмена для твердой сферы возрастает примерно в 1,6 раза. На рис. 4.11 приведены также экспериментальные данные Гриффита [287] для капель с отношением вязкостей i =0,38 0,42 и 2,6. Для твердой сферы и капель жидкости в газовом потоке для массо- и теплообмена опытные данные в ряде работ [288-291] обрабатьшались в виде корреляционной зависимости [c.201]

Слинько М. Г., Сопыряев Ю. В., Бадатов Е. В. Влияние отрывных течений иа газораспределение в аппаратах с неподвижным слоем катализатора при боковом вводе реакционной смеси. — В кн. Моделирование химических процессов и реакторов—. Хим-реактор-71. Новосибирск ИК СО АН СССР, 1972, т. 3, с. 191—201. [c.341]

Различная упаковка слоя катализатора в аппарате приводит к неравномерному распределению двухфазной газожидкостной смеси по слою катализатора, усиливая потоки в различных участках реакционной зоны и тем самым уменьшая поверхность контакта реагирующих фаз и выход качественно обработанных нефтепродуктов. Наряду сэтим при движении жидкого потока около зерен образуются струйные и отрывные течения, что приводит также к пространственной неоднородности. Устранить указанные явления можно, лишь добиваясь оптимальных технологических и конструктивных решений. Необходимо учитывать плотность орошения — газосырьевую нагрузку на слой катализатора, использовать контактно-распределительные и фильтруюгцие устройства, а также увеличивать слой катализатора, не создавая при этом значительных перепадов давления. Высокие экзотермические эффекты повышают перепад температур по высоте аппарата, что способствует активизации нежелательных вторичных реакций. Для снижения перепада температур применяют ввод холодного водорода в перегретые зоны с одновременным секционированием аппарата и приближением каждой секции к адиабатическим условиям. [c.402]

Гидродинамические неоднородности могут быть как внешними, так и внутренними. К внешним можно отнести возникающие в объемах реакторов отрывные течения и вихреобразования потоков из-за несовершенства конструкций внутренних устройств. Такпе неоднородности в слое могут быстро затухать [3—5], однако в ряде случаев генерируемые ими неравномерности химического превращения приводят к проникновению в глубь слоя неоднородностей температурных и концентрационных полей, что существенно снижает эффективность процесса [6—8]. Колебания газовой нагрузки в системе, рост гидравлического сопротивления слоя из-за отложений в нем пыли, механические вибрации реактора, приводящие к частичной ломке и истиранпю частиц катализатора, п другие воздействия способствуют неравномерной объемной усадке слоя с образованием каверн, пустот, свищей и т. п. [9, 10]. В последнее время опубликованы данные о неблагоприятном влиянии на протекание каталитических процессов частых пусков реакторов после их внеплановых остановок. Слой катализатора при этом испытывает периодические тедшератур-ные расширения—сжатия, которые приводят к неконтролируемому уплотнению слоя. [c.24]

Слинько М. Г., Сопыряев Ю. В., Бадатов Е. В. Влияние отрывных течений на газораспределение в аппаратах с неподвижным слоем катализатора при боковом вводе реакционной смеси.— Там же, с. 191—201. [c.154]

Это предположение подтверждается следующими экспериментальными фактами. Во-первых, профиль скорости в пограничном слое на стенках прямолинейных участков цилиндрических труб такой же, как и профиль скорости на плоской пластине, независимо от того, какое течение — ускоренное или замедленное — предшествовало течению около прямолинейного участка трубы. Во-вторых, профиль скорости над точкой отрыва в турбулентном пограничном слое несжимаемой жидкости не зависит от параметров течения во внешнем потоке до точки отрыва. Универсальность отрывного профиля нри различном характере течения до сечения отрыва также говорит о том, что можно пренебречь влиянием внешнего потока вне небольшой окрестности рассматриваемого сечения. Наконец, опыты но исследованию взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем непосредственно показывают, что заметные изменения в пограничном слое происходят лишь на расстоянии, равном всего nei KonbKHM толщинам пограничного слоя. Следовательно, даже очень сильное изменение давления во внешнем потоке, вызванное скачком уплотнения, влияет на характер течения в пограничном слое впереди скачка уплотнения лишь в малой окрестности. [c.332]

Если искусственная турбулизация потока в канале приводит к появлению отрывных течений, характеризующихся весьма тонким вихревым слоем, прилегающим к стенке канала и охватывающим часть или весь периметр сечения канала, что наблюдалось в опытах Стэнтона, О. С. Федынского, Фортэскью и Хэлла [16], Бриггса и Лондона [13], Дрехзеля [15] и др., то имеет место равенство (2). [c.7]

Рис. 5.8.5. Отрывные течения, образующиеся в воздухе над нагретой горизонтальной поверхностью за ее передней кромкой. Для визуализации течения вводились нитевидные струйки дыма. (С разрешения авторов работы [131j. 1973, Pe.-gamon Journals Ltd.)

Справочник химика 21

Химия и химическая технология