Течения пристеночные

Известно много методов, пригодных для определения реологических свойств жидкости, но только немногие из них дают истинную величину ее текучести. Это методы — капиллярный, падающего шара, Куэтта и крутильного маятника. В настоящее время уравнение течений, исходя из диаграммы сдвига, может быть написано только применительно к двум методам капиллярному и Куэтта Капиллярный вискозиметр нельзя использовать в псевдоожиженных системах из-за неблагоприятного пристеночного эффекта в капиллярах. Вискозиметр Куэтта может быть использован при соблюдении ряда важных условий (см. ниже). В случае вискозиметров (с падающим шаром и крутильного) не удается по диаграмме сдвига составить общее уравнение течения (известны лишь частные решения ). Добавим, что в вискозиметрах с падающим шаром очень велик пристеночный эффект. Кроме того, следует учитывать значительное нарушение структуры псевдоожиженного слоя вблизи лобовой поверхности движущегося шара . [c.229]

В качестве высокомолекулярных добавок используют полиокс, полиакриламид, некоторые спирты (пропиловый, глицерин, поливиниловый и др.). Эти соединения обеспечивают "эффект Томсона" - снижают сопротивление трения в турбулентном потоке при концентрации 0,001-0,03%. Кроме снижения гидравлического сопротивления, уменьшаются поперечные пульсации и увеличивается толщина пограничного слоя, что благоприятно изменяет режим течения пристеночного слоя раствора. Отмеченные свойства позволяют повысить компактность и удельную мощность водяной струи, содержащей полимерные добавки, на значительном удалении от сопла (3-4 м). Выполненные авторами эксперименты по разрушению образцов нефтяного кокса струей водного раствора полиакриламида концентрацией 0,02% на опытном стенде позволили установить общую зако- / номерность повышения эффективности разрушения по сравнению с чистой струей воды. [c.194]

Представить горизонтальным линейным источником интенсивностью Q, вмонтированным в поверхность. Наглядная картина движения изображена на рис. 3.7.2. Источник вызывает появление выталкивающей силы в жидкости. Нагретая жидкость поднимается вверх, перенося Q далеко вниз по потоку. Это течение вверх вдоль поверхности представляет собой новый вид течения с условиями, отличающимися от случая заданной плотности теплового потока на поверхности раздела между твердым телом и жидкостью. Зимин и Ляхов [121] назвали такое течение пристеночным факелом. [c.105]

Механизм продольного перемешивания недостаточно изучен. Лишь для наиболее простого случая — однофазного течения жидкости в трубе - Тейлором [203] приведено обоснование диффузионной модели и получено выражение для коэффициента продольного перемешивания. Для двухфазных систем наличие продольного перемешивания качественно объясняют существованием турбулентного следа в кормовой части движущихся капель или газовых пузырей, а также циркуляционными токами разных масштабов. Последние обусловлены неравномерностью распределения дисперсной фазы по сечению и, как следствие, разностью плотностей в центральной и пристеночной областях колонны. [c.147]

И экспериментальных исследований посвящено изучению процессов конвективного переноса в наклонных прямоугольных областях. В значительной мере интерес к подобного рода задачам связан с разработкой различных солнечно-энергетических установок, а также тепловой изоляции в системах накопления н сохранения энергии. В этих задачах дополнительным параметром является угол наклона полости 0 относительно вертикали (см. рис. 14.3.11). При значениях 0 90° процессы переноса, по-видимому, аналогичны процессам, имеющим место в горизонтальной нагретой полости, а при значениях 0, близких к 0°,— аналогичны переносу в вертикальной полости. Число Нуссельта для наклонной полости часто с приемлемой степенью точности можно определять из соответствующих выражений для чисел Нуссельта в случае вертикальной и горизонтальной полостей с помощью правил пересчета угловых масштабов, подробно описанных в работе [223]. На практике полость имеет некоторую конечную ширину W в этом случае коэффициент формы по горизонтали Ля = Wld оказывается дополнительным параметром задачи. Для наклонных полостей он играет более важную роль, чем для вертикальных, особенно если концы полости открыты, поскольку в первом случае ввиду наличия составляющей подъемной силы, нормальной к боковым поверхностям полости, вблизи них развиваются более сильные пристеночные течения. [c.277]

Входной эффект кинетическая энергия, сообщаемая образцу пристеночный эффект турбулентное течение течение в виде пробки 1 Краевой эффект турбулентное течение в области концов [c.203]

Рассматривая эти соотношения, можно определить значения п, для которых возникают не имеющие физического смысла следствия. Например, если п < —1, то и х, у) в выражении (3.5.39) неограниченно возрастает на передней кромке (л<,= 0). А выражение (3.5.40) показывает, что 6(0) неограниченно возрастает,, если л > 1. Поэтому приемлемый диапазон значений пограничен пределами —1 п 1. Но выражение (3.5.38) ставит другой, более строгий нижний предел. При Л/ > О to > tao, и следует ожидать, что величина q" (х) положительна или по крайней мере равна нулю. Поэтому С (х) должна быть возрастающей функцией X или константой. Это условие выполняется при п —3/5. Заметим, что при п =—3/5 С3(- ) = д(0) для всех X, т. е. 0(х) —константа. Это позволяет предполагать, что в точке л = О расположен горизонтальный линейный источник тепла, а в остальной части пространства течение является адиабатическим. Заметим, что в силу выражения (3.5.37) это условие требует, чтобы [— (0)] = 0. Этим условиям соответствуют случаи плоского факела или пристеночного факела, которые будут рассмотрены в разд. 3.7. Отметим, что при п С —3/5 величина Р(0) неограниченно возрастает, а ее производная по х отрица- [c.91]

Ясно, что величина т должна быть положительной, как это было показано ранее. Следовательно, nlL должна быть большой по порядку величиной, чтобы приток энергии и количества движения снизу при х = 0 оказывал малое влияние на течение в области от х = 0 до х = Ь. Это влияние притока снизу при л = О является результатом конвекции в пристеночном слое, примыкающем к поверхности на участке от л = О до х = —оо, на котором тх < О при ё = Ме . Это —участок убывания ё при X О, продолжающийся в сторону отрицательных значений X. [c.94]

В некоторых важных для практики случаях выталкивающая сила и течение в струе направлены в противоположные стороны. Такие струи обычно называются струями с отрицательной выталкивающей силой. Течение в них развивается под действием начального импульса и выталкивающей силы. И поскольку они направлены в противоположные стороны, течение в струе тормозится, останавливается на некоторой глубине и затем изменяет свое направление. Такие струи были исследованы экспериментально и теоретически с использованием приближенных моделей подсасывания. Изучались турбулентные течения в струях при воздействии отрицательной выталкивающей силы [54, 62]. С помощью аналитических моделей определены значения глубины проникновения струй, а также распределения температуры и скорости полученные результаты сравнивались с экспериментальными данными, и оказалось, что они довольно хорошо согласуются между собой. Проведено детальное экспериментальное исследование двумерных пристеночных и свободных струй с отрицательной выталкивающей силой при турбулентном режиме течения [25]. Измеренные профили скорости и температуры были использованы для расчета глубины проникновения [c.193]

Пристеночный факел. Другое сходное плоское течение образуется над горизонтальным линейным источником энергии, например над рядом элементов электроники, заделанных в поверхность вертикальной пластины из нетеплопроводного материала. Источники тепловой энергии можно идеализированно [c.105]

Видно, что с ростом X скорость увеличивается. Разумеется, результатами этого расчета нельзя пользоваться на большом расстоянии вниз по потоку, где течение становится турбулентным. Указанный выше результат пригоден и для свободного, и для пристеночного факелов, которые подробнее будут рассмотрены в следующих разделах. Заметим, что в случае стока интенсивностью Q вознИ(кает факел, направленный вниз. При этом Q в выражении (3.7.2) можно по-прежнему считать положительной величиной, а координату д считать положительной и возрастающей в направлении вниз. [c.106]

Рассматривались также и другие граничные условия, отличающиеся от обсуждавшихся в предшествующих разделах, которые имеют место в практических приложениях. Автомодельность реализуется редко, и решения получаются разложением в ряды и другими приближенными методами. Имеющее важное значение неавтомодельное течение возникает в условиях, когда температура или плотность теплового потока на вертикальной поверхности заданы только на участке ограниченной высоты. Такое течение образуется во многих практических случаях, например при охлаждении электронных схем. Приборы, рассеивающие энергию, идеализируются в виде источников тепла, расположенных на вертикальных адиабатических поверхностях. В разд. 3.7 рассмотрен пристеночный факел, возникающий над линейным источником тепла на вертикальной адиабатической поверхности. В разд. 5.7 обсуждается взаимодействие следов от множества нагретых элементов поверхности. Изучен также свободноконвективный след над конечной вертикальной нагретой поверхностью и течение, образующееся около вертикальной поверхности со ступенчатым разрывом температуры стенки. [c.153]

В работе [40] получены решения для течений в факелах, образующихся в пресной или соленой воде около концентрированных источников энергии. Автомодельные решения для факелов были получены при / =0, т. е. = для точечного и линейного источников тепла, а также для плоского пристеночного факела. [c.543]

График профиля скорости (рис. 3-6) позволяет выявить несколько областей, на которые можно разделить течение в канале. В рассматриваемом частном случае течения в круглой трубе основные изменения скорости происходят в области, занимающей менее 15% радиуса трубы (потока). Размер области, непосредственно прилегающей к стенке, на рисунке дан в увеличенном масштабе. В действительности же толщина областей 1 и 2 составляет лишь очень малую часть радиуса - порядка 1% и менее. Несмотря на малую толщину, эти внутренние слои существенно влияют на весь поток, так как значительная доля изменения скорости происходит именно в них. При этом резко меняются условия протекания многих химико-технологических процессов, поскольку высокоскоростной макроскопический перенос субстанции в ядре турбулентного потока (из-за интенсивного перемешивания частиц жидкости по сечению потока) уступает место, как правило, довольно медленному молекулярному переносу в пристеночных слоях. На рис. 3-6 стенка трубы схематически изображена гладкой в действительности же поверхность обычно имеет неровности (шероховатость), высота которых сравнима с толщиной внутренних слоев. Как показано ниже, это обстоятельство значительно влияет на затрату энергии для создания необходимой скорости движения потока. [c.44]

Дроблению капли предшествует значительная деформация поверхности капли. Эта деформация вызывается воздействием на поверхность напряжений со стороны внешнего и внутреннего течений, для чего нужны значительные градиенты скоростей и динамических напоров. В ламинарном потоке градиенты скорости возникают при течении возле стенок, поэтому основное дробление капель наблюдается в пристеночной области, где течение носит сдвиговый характер. В турбулентном потоке градиенты скорости возникают в окрестности капель при обтекании их мелкомасштабными пульсациями. Поэтому размер капель, которые могут дробиться в турбулентном потоке, меньше, чем в ламинарном потоке. В дальнейшем для простоты будем считать, что критический размер капель [см. формулу (14.14)] разделяет капли на дробящиеся iR > i ) и не дробящиеся iR[c.387]

Л , Лг - радиусы мениска пристеночный пленочный адсорбционный слой индикаторной жидкости /[ - глубина проникновения жидкости у входа в капилляр /2 - глубина жидкости у вершины капилляра, попавшей в вершину благодаря переконденсации с мениска на мениск 2, и, главным образом, пристеночному течению пленочного адсорбционного слоя 5 [c.603]

Несмотря на наличие распределителей, все же наблюдается значительная доля пристеночного течения жидкости, а газовая фаза проходит преимущественно в центральной зоне [4]. Для выравнивания потока и равномерного орошения насадки в многосекционных аппаратах между секциями устанавливаются перераспределительные устройства. Перераспределительные устройства также направляют поток от периферии к центру аппарата (рис. 6.9.3.4). [c.566]

В пристеночных течениях относительная роль диссипативных процессов, по-ви-димому, еще меньше (очень мал угол расширения пограничного слоя, малы коэффициенты сопротивления в каналах и т.д.). Заметим также, что и однородная турбулентность вырождается очень медленно. [c.261]

Нами рассматривалось хлияние потока капельной влаги, направленной на поверхность пленки, на следующие параметры соотношение расхода и толщини пленки при минимальном перепаде давления на трубке, взаимосвязь меяду толщиной пленки и градиентом давления на трубке в момент начала обратного течения пристеночной части пленки жидкости, величину напряжения трения у стенок трубы и др. Полученные выражения могут быть полеуны при расчете пленочных аппаратов, по-, скольку в многоярусном аппарате в газовом потоке обязательно присутствует в том или ином количестве капельная влага. [c.3]

Непосредственные наблюдения за движением частиц, взвешенных в турбулентном потоке жидкости около стенки, с помощью ультрамикроскопа, ироде- ланные еще в 1932 г. Фейджем и Тайнендом [8], не обнаружили области, свободной от пульсационного движения. В это же время Мэрфри [9], производя расчеты теплоотдачи при больших значениях числа Прандтля, предпринял попытку учесть характеристики турбулентности в пристеночной области, где течение ранее предполагалось чисто ламинарным. Однако дальнейшее развитие теории массопередачн сильно тормозилось отсутствием экспериментальных данных [c.170]

При этом список работ, поддерживающих то или иное значение п, можно было бы существенно увеличить, но в этом нет необходимости. Здесь уместно упомянуть о необходимости знать структуру турбулентности в пристеночной части течения для развития аналитических методов расчета тепло-и массопередачн. Поэтому различные авторы неоднократно пытались распространить на эту область различные модификации теории пути смешения , чтобы получить распределение средней скорости, совпадающее с экспериментальными данными, и, следовательно, подтверждение выбранного закона Д((г/). Типичным примером подобной работы являются статьи ван Дриста и Хама [56, 60]. [c.181]

В процессе горения топливо-воздущной смеси в двигателях с воспламенением от искры могут быть выделены три фазы начальная, в течение которой небольшой очаг горения, возникающий в зоне высоких температур (примерно 10 ООО К) между электродами свечи, постепенно превращается в развитый фронт турбулентного пламени основная фаза — быстрое распространение турбулентного пламени по основной части камеры сгорания при практически неизменном ее объеме, так как порщень находится вблизи верхней мертвой точки (в.м.т.) завершающая фаза— догорание смеси за фронтом пламени и в пристеночных слоях [163]. [c.149]

В более ранних исследованиях [981 применили иной 1Юдход к решению задачи течения жидкости через неподвижный насыпной слой. Используя уравнение движения идеальной жидкости и закон Дарси, связывающий давление в слое и скорость фильтрации через него, они получили зависимость между распределением скоростей в слое, состоянием потока вне его и условиями подвода потока к слою и отвода от него. Несмотря иа сложность полученной связи, анализ ее позволил сделать ряд качественных выводов о влиянии геометрических параметров аппарата на распределение скоростей. Таким образом, сделана также попытка количественно оценить вызванную пристеночным эффектом неравномерность распределения скоростей по сечению слоя для случая, когда ширина пристеночной области с повышенной проницаемостью намного меньше ширины сечения канала. [c.278]

Для получения необходимых количественных соотношений температурного поля авторами и сотрудниками [161, 164] были проведены экспериментальные исследования на промышленных камерах диаметром 4,6 и 5 5 м. На рис. 25 показано изменение температуры поверхности камеры по высоте при переработке гудрона котур-тепинской нефти. Как видно, температуры в нижней части и вначале коксования незначительные и достигают максимальных значений через 6-8 ч после включения камеры на поток. В этой зоне камеры происходит постепенный разогрев сырья и затем переход его в кокс - первая стадия коксования. После образования кокса наблюдается падение температуры у поверхности камеры. Экспериментальные данные указывают на относительно быстрое падение тёмпературы, что в основном определяется теппофизическими свойствами нефтяного кокса и тепловыми потерями с поверхности камер. Вследствие этого пристеночный кокс быстро охлаждается и в течение всего цикла коксования сохраняет температуру 250-350 °С. [c.99]

Условия подготовки и формирования водяной струи высокого давления. Дисперсия механической энергии движущегося с большой скоростью потока внутри твердых границ осуществляется молекулярным переносом. Главная часть градиента скорости сосредоточена в пограничном слое. Источниками возмущений в пристеночной области пограничного слоя являются бугорки (выступы) шероховатости, которые усиливают завихренность поступающего потока. Состояние поверхности струеформирующих каналов существенным образом влияет на положение точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, а следовательно, и на гидродинамические характеристики водяной струи [212, 22 З]. С увеличением средней скорости noToj a отношение толщины вязкого подслоя к величине абсолютной шероховатости, являющееся критериальным условием режима течения, снижается тем интенсивнее, чем хуже состояние поверхности. Так, в стволе гидравлического резака диаметром 0,05 м при средней скорости потока 25 м/с с увеличением абсолютной шероховатости с 0,1 до 100 мкм (т. е. в 1000 раз) толщина вязкого подслоя снижается только в 1,5 раза (с 12 до 8 кжм), коэффициент гидравлического трения увеличивается в 2 раза (с 0,011 до 0,023), линейная скорость на границе вязкого подслоя увеличивается в 1,5 раза (с 12 до [c.168]

Пристеночный эффект не только изменяет порозность слоя, но и приводит к неравномерной порозности его по сечению аппарата. Это, в свою очередь, вызывает неравномерность распределения скоростей потока скорости у стенок, где доля свободного объема слоя больше и сопротивление движению ниже, превышают скорости в центральной части аппарата. Таким образом, в пристенных слоях может происходить проскок ( бай-пасирование ) большей или меньшей части потока без достаточно продолжительного контакта с зернистым слоем. По той же причине может наблюдаться и неравномерность распределения жидкости при ее пленочном течении в насадочных абсорбционных и ректификационных колоннах (см. главу XI). [c.105]

Авторами отмечается чрезвычайная чувствительность метода к температурным условиям испытаний, что объясняется возможным переходом системы из дисперсного в молекулярное состояние. Возможно предположить, что в данном случае существенное влияние на результаты опытов оказывают также пристеночные эффекты, которые, несмотря на предпочтительное применение викозиметров с капиллярами повышенного диаметра (1,7-2,0 мм), могут вносить непрогнозируемое влияние на характер течения системы и соответственно искажать результаты экспериментов. [c.73]

Сопоставление с эксперимептальпыми данными (см. [103] из списка литературы к дополпенпю 2) осредненного вертикального распределения средней температуры вдоль оси слоя / = /2 дано на рис. 6.17 (здесь сплошная линия соответствует экспериментальным значениям, а знаком X отмечены результаты расчета). Зависимость местного числа Нуссельта Nuj от местного числа Рэлея удовлетворительно согласуется с экспериментальной зависимостью Nuj. = 0,108 Rai . Анализ результатов п сопоставление с экспериментальными данными по основным характеристикам полей течения и температуры позволяют сделать вывод о том, что существенные черты механизма генерации пристеночной турбулентности в рассматриваемом диапазоне чисел Рэлея удовлетворительно описываются в рамках двумерных нестационарных уравнений Навье — Стокса. Распространение такого подхода на более широкий диапазон чисел Рэлея (Рейнольдса) и более широкие классы течений жидкости требует развития трехмерных моделей течения и преодоления связанных с этим технических и методических трудностей (см. [27], [28] из списка литературы к дополне1Гию 2). [c.224]

Следует отметить, что непостоянство удельных теплоемкостей и наличие химических реакций в сопле не являются единственной причиной отклонений значений удельного импульса для реальных ракетных двигателей от значений, определяемых формулой (11). Здесь не были рассмотрены нерасчетные режимы , т. е. не были получены формулы для Isp в случаях, когда давление отличается от местного атмосферного давления. Не учитывалась возможность возникновения ударных волн в сопле при определенных условиях и их влияние. Не были упомянуты изменения в выражении для Igp, обусловленные расхождением линий тока на выходе сопла. Не учитывались также такие эффекты, как неполнота сгорания в камере (т. е. поступление в сопло неравновесной горяш,ей смеси), пристеночное трение при течении в сопле, теплопередача к стенкам сопла, регенеративное охлаждение стенок жидким топливом и т. д. Для ознакомления с этими вопросами можно рекомендовать читателю руководства [1 ]. [c.99]

Рис. 3.7.10. Зависимость параметров течения в пристеночном факеле от числа Прандтля. (С разрешения авторов работы [48]. 1977, Pergamon Journals Ltd.)

Рис. 3.7.10. <a href="/info/6165">Зависимость параметров</a> течения в <a href="/info/120512">пристеночном факеле</a> от <a href="/info/66603">числа Прандтля</a>. (С разрешения авторов работы [48]. 1977, Pergamon Journals Ltd.)

Трехмерным аналогом пристеночного факела является течение, возникающее от действия сосредоточенного (или точечного) источника тепла, заделанного в вертикальной теплоизолированной поверхности (рис. 5.7.15,6). Это течение еще сложнее анализировать, но Кэри и Моллендорф [20] исследовали его экспериментально. Выполнены детальные измерения температуры в поле ламинарного течения в воде и произведена визуализация тепловых пограничных слоев как по нормали к поверхности, так и в боковом направлении. Температура поверхности над источником убывает пропорционально т. е. быстрее чем в двумерном пристеночном факеле из-за более интенсивного подсасывания. Но это падение температуры происходит медленнее, чем в осесимметричном факеле в отсутствие ограничивающей поверхности, где разность to — to уменьшается пропорционально х К Экспериментальные данные показывают также, что толщина теплового пограничного слоя 8t, измеренная по нормали к поверхности, линейно увеличивается с ростом X, т. е. в направлении течения. Толщина пограничного слоя в боковом направлении изменяется медленнее, приблизительно как х / . [c.316]

Одним из первых исследований термиков была работа [60]. В работе [30] предложена теория, описывающая процесс возникновения термика. Визуализация течения около нагретой горизонтальной поверхности [56] позволила наблюдать образование термиков над теплым пристеночным слоем, как это показано на рис. 12.5.1. Термики имеют грибообразную форму с затупленным по полусфере куполом. Они возникают в фиксированных, регулярно расположенных точках поверхности, если тепловой поток поддерживается постоянным. [c.194]

С помощью модели возникновения термиков, базирующейся на теории устойчивости нестационарных течений [17, 18], показано, что пристеночные течения являются сугубо неустойчивыми, если не рассматривать только случай небольших тепловых потоков. Возникшие термики поднимаются вверх или опускаются вниз в окружающей жидкости, многократно увеличиваясь при этом. Указывается [63], что можно получить автомодельные рещения, описывающие развитие термика, но вряд ли они годятся для реальных условий, поскольку в этом случае времени недостаточно для установления равновесного процесса. [c.195]

Типичный профиль скоростей в круглой трубе показан на рис.2.14 для ламинарного режима — по уравнению (2.19), для турбулентного режима — по уравнениям (2.26) там же штриховой линией обозначен уровень средней скорости w. Из сравнения распределений скоростей при разных режимах течения видно, что пристеночный градиент скоростей (в пределах ламинарного пограничного слоя) в случае турбулентного режима значительно выше, нежели для ламинарного, а сам профиль в турбулентном ядре существенно выровнен (говорят заполнен). Средняя скорость в кру1 лой трубе при турбулентном режиме обычно колеблется в пределах от 0,7 до 0,85 от максимальной (эта цифра, отражающая степень выравнивания скоростей в ядре потока, возрастает с повышением Re) при переходе к верхнему автомодельному режиму (Re > 2-10 ) естественно w/wy ax ->1. [c.159]

Температура в зоне первого пояса (3,3 м от нижней горловины камеры) достигает максимума через 8 ч после включения камеры на поток. Наблюдается резко выраженный скачок температуры. Превращение коксующейся массы в кокс сопровождается падением температуры в направлении от оси камеры к стенке. Экспериментальные данные (рис. 2) указывают на относительно быстрое падение температуры, что в значчгельной степени определяется теплр-физическими свойствами нефтяного кокса [3] и тепловыми потерями с поверхности камеры. Вследствие этого пристеночный кокс довольно быстро охлаждается и имеет в течение всего цикла коксования температуру 250—350 С. [c.169]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология