Течения термогравитационные

Тепловые течения в поле силы тяжести называют часто тепловыми гравитационными, или термогравитационными, течениями, а также тепловой гравитационной (термогравитационной) конвекцией. — Прим. перев. [c.68]

Приближения пограничного слоя для термогравитационных течений были рассмотрены в разд. 3.2. Аналогичный анализ можно провести для течений, обусловленных диффузией компонентов или совместным действием тепло- и массообмена. Ниже это будет подробно показано на примере плоского вертикального течения и более кратко для некоторых других конфигура-ций, рассмотренных в гл. 4 и 5. [c.340]

На рис. 11.9.3 показаны результаты расчетов для S = 0,94, Le =1,34 и Л = 0,5, А = 0, Л = —0,5. Видно, что действует тот же самый процесс фильтрации возмущений при их распространении вниз по течению, который был обнаружен при чисто термогравитационной естественной конвекции (см. разд. 11.2) и многократно подтвержден экспериментально. При совместной естественной конвекции усиление возмущений по G происходит медленнее с увеличением А . Изменение Л от О до —0,5 и -f0,5 оказывает противоположное воздействие на устойчивость течения. Значения oi в полосе частот фильтруемых возмущений практически не зависят от величины N. Поскольку расчеты проводились лишь при Le = 1,34, полученные результаты не позволяют надежно проверить влияние особенностей совместной естественной конвекции на устойчивость течения и механизмы развития возмущений. [c.101]

Двухступенчатое уплотнение ила вначале на термогравитационном уплотнителе (ТГУ), а затем на сепараторе. Эта схема была также испытана в течение ряда лет в производственных условиях на Запорожском и Николаевском гидролизном заводах (ГДЗ). [c.31]

Интересен новый термогравитационный метод уплотнения. При нагревании гидратная оболочка вокруг частиц активного ила разрушается, часть связанной воды переходит в свободную и поэтому процесс уплотнения улучшается. Оптимальная температура нагрева активного ила сточных вод гидролизных заводов составляет 80—90° С, После нагревания в течение 20—30 мин с последующей выдержкой ила в течение некоторого времени и последующего уплотнения влажность активного ила снижается с 99,5—99 до 96—95%. Общее время обработки составляет 50—80 мин. Следует отметить, что этот метод еще не прошел широкой производственной проверки. [c.237]

Можно также записать и = и + и, где и — вектор пульсации скорости жидкости. Считая жидкость несжимаемой, пульсации плотности, давления, вязкости и теплопроводности учитывать не будем. Записанные в виде суммы средних значений и пульсаций мгновенные величины подставим в (4.56), (4.9) и (4.18) и проведем почленное усреднение этих уравнений. Для напорного течения (свободные поверхности отсутствуют) при пренебрежимо малом влиянии термогравитационной конвекции после этого получим систему усредненных уравнений конвективного теплообмена (уравнений Рейнольдса) для турбулентных течений жидкости [c.146]

Интеграл является функцией х, причем с увеличением х его абсолютное значение возрастает. Из (7.76) видно, что градиент давления возникает вследствие изменения вдоль пластины термогравитационной силы. Для нагретой пластины ф] дх < О и течение имеет направление от кромки к середине пластины. Для холодной пластины др 1дх > О, т.е. происходит течение от середины к кромкам пластины. [c.227]

К Следует отметить, что зависимость р от температуры, как и зависимость теплоемкости с , вблизи точки, соответствующей Т , имеет пикообразный характер. Таким образом, если Тук< Тт< ( ж — среднемассовая температура, а 7 — температура стенки) из-за локального возмущения потока жидкости термогравитационными силами, которые при восходящем потоке жидкости приводят к резкому снижению ее скорости у стенки, происходит уменьшение интенсивности теплоотдачи и увеличение Т . Указанное выше условие на практике обычно реализуется на относительно коротких участках трубы, поэтому ухудшение теплоотдачи носит местный характер, и это сопровождается пиком температуры стенки. В случае нисходящего течения в обогреваемой трубе теплоотдача практически такая же, как и при отсутствии массовых сил. [c.276]

Под свободной конвекцией понимают движения жидкости, возникающие за счет сил Архимеда при наличии неоднородности плотности жидкости в поле массовых сил. В основном будем рассматривать термогравитационную конвекцию, т.е. случай, когда неоднородности жидкости связаны с ее неравномерным нагревом и течение возникает в поле силы тяжести. При этом будем иметь в виду жидкости, плотность которых падает с ростом температуры, т.е. ф/ЭГ < О (напомним, что аномальное поведе- [c.26]

Рассмотрим турбулентные течения, описываемые в рамках приближения Буссинеска для термогравитационной конвекции несжимаемой жидкости. Уравнения движения запишем в безразмерной форме [c.124]

Если число Ог- О, то термогравитационные силы не оказывают влияния на течение и теплообмен. Течение при этом становится осесимметричным ( / ф=0), из уравнений подобия выпадают числа ф, Ог и Ч , и они принимают вид [c.53]

СОВМЕСТНОЕ ДЕЙСТВИЕ ВЫНУЖДЕННОГО ТЕЧЕНИЯ И ТЕРМОГРАВИТАЦИОННОЙ КОНВЕКЦИИ [c.98]

Влияние вынужденного и термогравитационного течений на гидродинамическое сопротивление и теплоотдачу рационально (с теоретической точки зрения) представлять зависимостями типа [c.98]

Стабилизация теплоотдачи наступает при Pe/x=l/ , 12 (см. табл. 5.5). Поскольку в нашем случае Ре/х>12, следует воспользоваться формулой (5.3.7) для определения коэффициента теплоотдачи при Ra=0 = l,6-68,9 /3 = 6,56 ао = 6,56-1,66-10-3/0,2=0,0545 Вт/(м2-К). Здесь вынужденное и термогравитационное течения совпадают по направлению (uf, Гст>Го), поэтому следует воспользоваться для введения соответствующей поправки формулой (5.6.2) а = 0,0545-0,17(4,5-10 °/10)° = = 0,506 Вт/(м2-К). [c.99]

Свободная термогравитационная конвекция возникает под влиянием разности температур в различных точках текучей среды. В общем случае для заданной геометрии и при отсутствии других внешних воздействий гидродинамика и теплообмен при свободной тепловой конвекции определяются числом Прандтля и числом Грасгофа Gr = L A7/v2, где i — коэффициент объемного термического расширения среды, 1/К. С некоторым приближением достаточно развитое термогравитационное течение зависит при прочих равных условиях только от произведений [c.112]

Теория ламинарных термогравитационных течений достаточно развита и дает хорошие результаты при числах 5-10 [c.112]

Бенар, проводя на рубеже столетий свои эксперименты, наблюдал установление правильной и устойчивой картины ячеек течения в тонком горизонтальном слое расплавленного спермацета со свободной верхней поверхностью [18]. Эти ячейки, получившие впоследствии название Бенара, были в основном шестиугольными, и вся картина напоминала пчелиные соты. Ее возникновение в настоящее время объясняют зависимостью поверхностного натяжения от температуры. Эксперименты Бенара (описанные, в частности, Кошмидером в его книге [7]) стимулировали активное изучение конвекции — как экспериментальное, так и теоретическое. Поэтому именно они считаются отправной точкой в формировании современных взглядов на конвекцию как на явление, связанное с важным классом гидродинамических неустойчивостей. И это несмотря на то, что исследования конвекции ведут свое начало с середины восемнадцатого столетия — с работ Джорджа Хэдли (Гадлея) и Михаила Васильевича Ломоносова, и несмотря на то, что впоследствии основное внимание уделялось конвекции, вызванной тепловой плавучестью, а не поверхностным натяжением. Более того, структура тепловой, или термогравитационной конвекции обычно отличается от структуры термокапиллярной конвекции во множестве важных случаев структуры тепловой конвекции бывают образованы квазидвумерными валами, а не трехмерными ячейками. [c.14]

Еще сам Бенар высказывал предположение, что в развитии наблюдавшихся им конвективных течений важную роль играет температурная зависимость коэффициента поверхностного натяжения. В дальнейшем это подтвердилось, и, по современной интерпретации, существование шестиугольных ячеек в опытах Бенара было обусловлено достаточно сильным термокапиллярным эффектомПри термогравитационной же конвекции, как правило, возникают валиковые структуры. Тем не менее, ошибочное утверждение, будто термогравитационный механизм в стандартных условиях сам по себе способен создать шестиугольные ячейки как предпочтительную форму конвективных структур, до сих пор встречается в литературе. Впрочем, нужно отл етить, что этот механизм вовсе не исключает возможности существования устойчивых шестиугольников при таких условиях — но в узком диапазоне значений. Это показывают некоторые недавние эксперименты и теоретические расчеты (см. п. 4.1.11). [c.64]

Термокапиллярная конвекция исследована на сей день гораздо менее обстоятельно, чем термогравитационная. Существенные экспериментальные результаты были получены Кошмидером с соавторами [83-85]. Интересное сопоставление данных эксперимента и теории, касающихся отбора планформ при совместном действии двух неустойчивостей — термогразитационной и термокапиллярной — провели Перес-Гарсиа с соавторами [86]. При взаимодействии этих двух механизмов, как показали эксперименты [85], по мере увеличения ЛТ после возникновения бе-наровских ячеек их характерный размер вначале уменьшается, а затем начинает расти. Поскольку для термогравитационной конвекции характерен рост масштаба течения с ДТ (см. разд. 6.1), был сделан вывод, что при достаточно больших ДГ рэлеевский механизм преобладает. Имеются эксперименты по термокапиллярной конвекции в невесомости — при отключенном рэлеевском механизме — на борту космических аппаратов [87. [c.65]

Упругие свойства валов как взаимодействующих индивидуальных объектов играют существенную роль в общей динамике конвекции — в частности, в процессах отбора. Притом упругое взаимодействие валов, которое может препятствовать достижению тем или иным валом оптимальной ширины, существует и независимо от термогравитационных явлений. Гетлинг [274] выполнил расчеты течений, геометрически аналогичных валиковой конвекции в плоском слое, но при отключенной архимедовой силе (i2 = О, 0 = 0). Оказалось, что набор из нескольких валов (вихрей) расширяется независимо от того, была ли начальная ширина каждого вала немногим больше толщины слоя или превышала ее раза в 1,5-3,5. Можно сказать, что система валов находится под давлением . Поэтому в случае конвекции, когда валы стремятся к оптимальному масштабу, упругое взаимодействие валов препятствует их перестройке. Исключение могут составить лишь такие особые случаи, когда смещение границы между какими-нибудь двумя валами одновременно делает и тот, и другой вал более близким к оптимальному размеру. [c.170]

Некоторые специалисты считают достаточным применение термической сушки, однако со стороны санитарных врачей нередко высказывается возражение, основанное на том, что при мгновенной термической сушке обеззараживание не является полным и надежным. Жидкие осадки сточных вод могут быть надежно обеззаражены в термогравитационном уплотнителе активного ила, применяемом в гидролизной промышленности в качестве интенсивного уплотнителя. Опыты, проведенные в лаборатории очистки сточных вод ВНИИгидролиза, показали, что температурная обработка ила при 80—90° С в течение 1 ч или даже 45 мин полностью уничтожает яйца гельминтов и обеспечивает невыживаемость бактерий группы СоИ. [c.20]

Основные особенности смещанной конвекции можно выяснить, рассматривая течение жидкости около вертикальной пластины. Пусть вынужденное течение направлено снизу вверх, а температура пластины > Т о (рис. 9.7, а). В этом случае плотность жидкости около пластины меньще, чем вдали от нее. На частицы жидкости действуют термогравитационные силы, направленные вверх. Поскольку при этом ускорение направлено в ту же сторону, то скорость жидкости в пограничном слое возрастает. То же самое будет и в том случае, если вынужденное движение направлено сверху вниз, а < Т о- [c.259]

В условиях течения сверху вниз в обогреваемых трубах (или снизу вверх — в охлаждаемых) ламинарный режим сохраняется лишь при небольшой степени влияния архимедовых сил, а теплоотдача при этом локально уменьшается (рис. 10.8,1). В противоположность этому, при турбулентном режиме в том же случае теплоотдача монотонно растет (рис. 10.8, II), и при очень больших числах Ог порождение турбулентности определяется, в основном, термогравитационными силами, а не напряжениями сдвига в усредненном течении. [c.276]

Для практических расчетов теплоотдачи важно знать, когда следует учитывать влияние термогравитационных сил, а когда ими можно пренебречь. Детальное изучение этого вопроса А.Ф. Поляковым показало, что граница начала влияния термогравитации при турбулентном течении жидкости в трубах может быть определена с помощью предельного числа Грасгофа [c.277]

Влияние термогравитационных сил, т. е. свободной конвекции, на вынужденное течение отражает число Сг. Если оно мало, то течение будет вязкостным или вязкостноинерционным. При достаточно больших значениях числа Сг наблюдается переход к вязкостно-гравитационному или вязкостно-инерционно-грлвитационному течению. [c.56]

Границы течений газа при свободной термогравитационной конвекцин-были приведены на рис. 10.2. Влияние разреженности на теплообмен при свободной конвекции в случае обтекания горизонтального цилиндра, по данным А. К. Реброва, выражается зависимостью [c.229]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология