Факелы осесимметричные

Скорость выгорания сжиженных углеводородных газов может быть определена по формуле (1.4). Для определения скорости выгорания сжиженных-газов, разлитых на поверхности, необходимо учитывать тепловые потоки от пламени, которыми определяется скорость выгорания по истечении определенного времени. Высоту осесимметричного турбулентного диффузионного факела пламени горючих газов можно вычислить по приближенной эмпирической формуле [c.157]

Q — выделение энергии на единицу ширины с одной стороны плоского факела и полное выделение энергии для осесимметричного факела [c.14]

Автомодельная задача предыдущего раздела для изотермического условия на поверхности /(0)= о численно решена Польгаузеном при Рг= 0,733, и решение опубликовано в статье Шмидта и Бекмана [89]. Затем Шу [92] опубликовал результаты расчетов для Рг = 10, 100 и 1000 и решения для плоского (рис. 1.1.2) и осесимметричного течений в факеле при Рг=0,72. Факелы будут рассмотрены позже. Многие из полученных результатов представляют интерес и имеют практическую ценность. [c.78]

Очень тщательное исследование плоского и осесимметричного факелов выполнено в статье [27], где получены решения в замкнутой форме методом пограничного слоя и численные решения соответственно при Рг = 2 и Рг=0,01 0,7 и 10. Найдено решение в замкнутой форме при Рг = 5/9 и проделаны численные расчеты для других чисел Прандтля в работе [2]. [c.108]

В итоге можно сказать, что, хотя решения в замкнутой форме для Рг = 5/9 и 2 представляют значительный интерес, они соответствуют диапазону значений Рг, исключающему многие из наиболее важных жидкостей. Поэтому для определения переноса в плоском и осесимметричном факелах очень широко используются численные расчеты. Описанная ниже постановка задачи, предложенная Гебхартом и др. [34], представляет уравнения и граничные условия в виде, удобном для эффективного численного расчета. [c.108]

В стратифицированной среде могут возникать также индуцированные выталкивающей силой течения в тепловых факелах и восходящих струях. Эта задача представляет особый интерес при сбросе тепла в окружающую среду и поэтому она всесторонне изучалась для турбулентных течений. Большее внимание уделено осесимметричным течениям, так как на практике они встречаются чаще, чем плоские факелы и струи. Особый интерес в этих задачах представляет высота, до которой поднимается течение в устойчиво стратифицированной окружающей среде. Этот вопрос обсуждается в гл. 4 для ламинарных и в гл. 12 для турбулентных течений. Теплоотдача от тел, погруженных в среду, устойчиво стратифицированную вследствие диффузии химических компонентов, также представляет значительный интерес и имеет большое значение. Соответствующий комбинированный тепло- и массообмен рассматривается в гл. 6. [c.149]

Во многих течениях, индуцированных выталкивающей силой, существует круговая симметрия, так как поверхность или тело, около которых возникает течение, симметричны относительно вертикальной оси. Осесимметричные течения часто образуются, например, около длинного вертикального цилиндра, вертикального конуса или около сферы, если подвод энергии также обладает круговой симметрией. В ряде случаев можно воспользоваться приближениями пограничного слоя, аналогичными рассмотренным в предыдущих главах для двумерных вертикальных течений. Значительный интерес представляют также свободные осесимметричные течения типа пограничного слоя, например факелы и восходящие струи, в особенности при сбросе энергии и вещества в окружающую среду. В настоящей главе рассмотрим ламинарные вертикальные осесимметричные течения типа пограничного слоя, возникающие только под действием тепловой выталкивающей силы, оставляя рассмотрение турбулентных и сложных течений, индуцированных выталкивающей силой, на последующие главы. [c.178]

Очевидные граничные условия для свободного осесимметричного течения или факела определяются условиями симметрии и условиями в окружающей среде. Для течения, представленного на рис. 4.1.1, а они имеют следующий вид [c.180]

Обсуждается автомодельная задача для течения в вертикальном осесимметричном пограничном слое. Будут получены основные уравнения и соответствующие граничные условия, определяющие автомодельные течения. К ним относятся осесимметричные факелы, истечение струй в отсутствие выталкивающей силы, обтекание вертикальных цилиндров и игл. [c.180]

Осесимметричные факелы. Они образуются над изолированным сосредоточенным источником тепла. На рис. 4.2.1 показана идеализированная схема индуцированного выталкивающей силой следа, возникающего над нагретым телом. Течение определяется уравнениями (4.1.1) — (4.1.3). Уравнение неразрывности удовлетворяется стоксовой функцией тока г )(л , г/), определяемой следующим образом [c.180]

Рис. 4.2.1. Осесимметричный факел, образованный точечным источником тепла.

В этом разделе обсуждаются результаты исследований ламинарных свободных осесимметричных течений в факелах и струях. Описаны основные характеристики таких течений и связанные с ними физические механизмы. [c.191]

Осесимметричный факел. Расчет переноса тепла от сосредоточенного источника тепловой энергии имеет важное значение, так как свободноконвективное течение, образующееся над реальным источником конечного размера, приближается по своим характеристикам к осесимметричному факелу. Характеристики теплового следа в области, примыкающей к поверхности тела, создающего течение, отражают механизм образования следа. Но в дальнейщем при движении вдоль потока эти характеристики быстро затухают. В конечном счете характеристики течения приближаются к характеристикам осесимметричного факела над точечным источником тепла, и главную роль продолжает играть энергосодержание. [c.191]

Рис. 4.4.1. Профили скорости в осесимметричном факеле [27].

Толщина динамического пограничного слоя осесимметричного факела 6(x) изменяется по закону [c.195]

Подъем осесимметричных факелов и восходящих струй под действием выталкивающей силы в устойчиво стратифицированной среде является важным аспектом изучения окружающей среды. Поэтому многие исследователи рассматривали такие течения и определили влияние стратификации на основные характеристики и высоту подъема течения. В большинстве работ рассмотрены турбулентные течения, так как они имеют большее практическое значение. В гл. 12 обсуждаются результаты экспериментальных и теоретических работ по исследованию турбулентных течений со свободными границами. [c.200]

В интегральном методе анализа турбулентных течений, изложенном в гл. 12, широко используются модели подсасывания. Мортон [28] разработал аналогичную модель для ламинарных струй, факелов и следов. Масштаб плотности потока подсасываемой жидкости получен из соображений по оценке порядков величины отдельных членов уравнений, и разработанная модель течения применена к изучению подъема ламинарных факелов в устойчиво стратифицированной среде. Исследование продолжено в статье [43]. Интегральные уравнения сохранения массы, количества движения и энергии, определяющие течение ламинарного осесимметричного факела, получены в следующем виде [c.201]

В статье [14] сделаны численные расчеты ламинарных осесимметричных свободных течений в термически стратифицированных средах. На рис. 4.5.3 и 4.5.4 показаны соответственно зависимости температуры и скорости вдоль оси теплового факела, образованного небольшим диском, температура которого 0- Параметр стратификации 5 и безразмерные величины определены выражениями (3.11.9) и (3.11.10). [c.202]

Найти независимые граничные условия для осесимметричного факела. Сделать то же самое для течения, возникающего около тонкой вертикальной проволочки диаметром / , радиус которой намного меньше дна-метра образующегося факела. [c.205]

Для осесимметричного факела, восходящего в линейно и устойчиво стратифицированной окружающей среде, записать уравнения, определяющие течение, и соответствующие граничные условия, которыми можно пользоваться в области, где возникает заметное обратное течение. Напомним, что в этой области задачу нельзя исследовать методом пограничного слоя. [c.206]

Пера и Гебхарт [132] изучили также взаимодействие осесимметричных факелов, возникающих от диффузионных [c.312]

Рис. 5.8.2. Нагретая полусферическая поверхность с теплоизолированным нижним горизонтальным основанием. Присоединенное к поверхности течение сходит с нее и развивается, образуя осесимметричный факел.

Для осесимметричного течения со свободной границей или течения в факеле граничные условия имеют вид [c.344]

Кроме того, можно поставить два дополнительных граничных условия в окружающей среде t too п С Соо. Однако, как и для термических осесимметричных факелов (гл. 4), эти два условия не являются независимыми, поскольку они вытекают из остальных граничных условий. Для течения вдоль вертикального цилиндра (см. рис. 4.1.1, б) граничные условия записываются следующим образом [c.344]

В большинстве исследований турбулентных пламен рассматривались пламена, развивающиеся вдоль вертикальных или наклонных поверхностей, и осесимметричные пламена, причем всегда в условиях неподвижной среды. Проведено много экспериментальных исследований, в ходе которых измерялись скорости горения, средние скорости и температуры. В качестве примеров можно привести работы [8, 23, 91]. Результаты расчетов, проведенных в этих работах интегральным методом, удовлетворительно согласовались с данными измерения скорости горения и плотности теплового потока на стенке в области факела. В работах [49, 90] применялась (й — е — g-)-модель турбулентности (см. гл. 11). Решение, полученное в первой из них, позволяет довольно точно определить структуру пламени и скорости горения. Однако остаются неопределенности при расчете как характеристик турбулентности, так и теплового излучения. [c.414]

Интересная картина механизмов движения в вертикальных течениях, индуцированных выталкивающей силой, в устойчиво стратифицированной покоящейся среде была получена в работе [93]. Исследовались характеристики течения в восходящих низкоскоростных ламинарных осесимметричных факелах пресной и соленой воды в линейно стратифицированной морской воде. Визуализация течения позволила выявить ряд интересных особенностей (рис. 6.9.1). Даже в устойчиво стратифицированной среде восходящий факел индуцирует вокруг себя течение типа тороидальной ячейки (область 3 на рис. 6.9.1,6). Эта ячейка перемещается вверх под действием вязких сил на границе струи. Когда более соленая жидкость движется вверх, все течение в конце концов становится тяжелее окружающей устойчиво расслоенной жидкости. В некоторой точке отрицательная выталкивающая сила становится больше направленной вверх вязкой силы, жидкость поворачивает и течет вниз, создавая в итоге ячеистую структуру. В таких условиях опускающаяся жидкость образует оболочку вокруг струи. Установлено, что [c.415]

Вывести определяющие уравнения для осесимметричного факела с учетом переменности теплофизических свойств и без использования приближения Буссинеска, применяя результаты анализа для жидкости с постоянными свойствами, приведенные в гл. 4. [c.494]

Плоские и осесимметричные факелы [c.543]

С. Б. Стар к. Процессы перемешивания в осесимметричном факеле. Труды Московского института стали. Сб. XXXI, 1953. [c.562]

Он применил методы подобия, использованные для решения задачи о турбулентном течении в плоских и осесимметричных струях и Шлихтингом [87] для решения задачи о ламинарном течении. Рассматривались выталкивающая сила и автомодельная форма распределения температуры. Решение Зельдовича не допускало появления составляющей скорости, нормальной плоскости симметрии факела. Но, используя условия, состоящие в том, что все члены уравнения движения в проекции на ось х имеют одинаковый порядок величины и что поток тепла от источника пересекает нормально любую горизонтальную плоскость, он получил выражения для распределений скорости и температуры в плоском и осесимметричном случаях как для ламинарного, так и для турбулентного течения. [c.107]

В работе [92] описан анализ течений в факеле над линейным и осесимметричным источниками с использованием автомодельной переменной в форме, первоначально предложенной Прандтлем. Приведены результаты численных решений совместных неразделяющихся уравнений для Рг =0,7. В статье [119] найдено преобразование, допускающее решения в замкнутой форме для распределений температуры и скорости в потоке над ли нейным источником тепла при числах Прандтля 5/9 и 2. В работе [82] выполнены измерения распределений скорости и температуры над линейно расположенными небольшими газовым пламенами, предназначенными для моделирования линейного источника тепла Севрук [94] получил решение в виде степенных рядов. В статье [16] рассмотрены уравнения пограничного слоя для газового факела в предположении, что вязкость п теплопроводность прямо пропорциональны абсолютной температуре. Использовано стандартное преобразование, и для числа Прандтля 5/9 найдено решение в виде ряда. После соответствующего [c.107]

Янь [45], Хардвик и. Леви [13], а также Спэрроу и др. [39] изучили следы над нагретыми вертикальными поверхностями. Пера и Гебхарт [33], Джалурия и Гебхарт [18] и Джалурия [15] также изучали образование следа над телами конечных размеров. Как показали Билл и Гебхарт [2], даже течение в двумерном факеле над горизонтальным линейным источником конечной длины приближается вдали от источника к течению в осесимметричном факеле. Это происходит из-за подсасывания с боковых сторон и образования общего течения. Кроме того, осесимметричное течение часто обладает большей устойчивостью. Поэтому все следы на достаточно большом расстоянии обычно нредставляют в виде осесимметричного факела. В разд. 5.7 и 5.8 обсуждается также образование следа при отрыве потока. [c.191]

В первом исследовании осесимметричного факела над точечным источником тепла Шу [35] численно проинтегрировал уравнения при Рг=0,72 и получил поля скорости и температуры в потоке. Затем Ай [46] нашел решения в замкнутой форме при Рг = 1 и 2. Фудзи [8] получил численные результаты Б широком диапазоне чисел Прандтля и нашел поправки к решениям в замкнутой форме при Рг = 1 и 2. Моллендорф и Гебхарт [27] также представили численные результаты при различных величинах числа Прандтля, которые обсуждаются в этом разделе несколько позже. Анализ течения в этих исследованиях [c.191]

Таким образом, параметром, определяющим влияние тепловой выталкивающей силы на течение, является комплекс Ог /Ке2. При малых величинах Ог /Не х можно найти решение описанным выше методом возмущений. Но вдали от сопла, как сказано выше, пограничный слой рассчитывается численным методом, причем подведенная тепловая энергия и подведенное количество движения задаются в выходном сечении сопла х = 0. В статье [14] рассмотрено такое течение в изотермической или устойчиво стратифицированной окружающей среде. Решение определяющих течение параболических уравнений получено конечно-разностным маршевым методом. В статье рассмотрены и факелы, и восходящие струи. Найдено, что в обоих случаях характеристики течения далеко вниз по потоку стремятся к характеристикам осесимметричного факела, образованного сосредоточенным источником тепла. По мере того как воздействие тепловой выталкивающей силы становится преобладающим, характер течения приближается к течению в тепловом факеле (см. обзоры Листа [22] и Джалурия [17]). [c.200]

Рис. 4.5.1. Безразмерные температура 0о и скормть Оо на оси факела и полуширина ламинарного осесимметричного факела б в линейно стратифицированной окружающей среде. (С разрешения авторов работы [43]. 1974, Pergamon Journals Ltd.)

Рис. 4.5.3. Изменение температуры вдоль оси осесимметричного факела, восходящего в линейно стратифицированной среде при Рг = 7,0 и различных величинах параметра стратификации 5. (С разрешения авторов работы [14]. 1982, Pergamon Journa s Ltd.)

Рассмотреть течение в плоском и осесимметричном факелах. Если в дифференциальном уравнении для температуры сохранить член с давлением, то в приближении пограничного слоя останется член Тиёрн1(1х. Выяснить, можно ли учесть влияние этого члена, оставаясь в рамках автомодельной трактовки задачи для обоих факелов. [c.205]

Горизонтальные течения на поверхности диска. Эти радиально-симметричные течения образуются на достаточно протяженных горизонтальных поверхностях вследствие радиальносимметричных условий на поверхности. Их называют также осесимметричными горизонтальными течениями. Первое исследование таких течений описано в статье [109]. Бесконечно протяженная поверхность локально нагревалась или охлаждалась с соблюдением условия осевой симметрии (рис. 5.3.7, а). Предполагалось, что образующееся вследствие нагрева восходящее течение асимптотически затухает и полностью прекращается на большом удалении от начала координат. При to > i течение направлено вовнутрь и жидкость поднимается в виде факела вблизи оси симметрии. Такое течение называется здесь притеканием к оси . Линии тока этого течения показаны на рис. 5.3.7, б. При to < to В <сО и движение вблизи оси направлено в сторону [c.236]

Закерулла и Акройд [177] опубликовали результаты аналогичного исследования для изотермических горизонтальных круглых дисков. На периферии диска развивается двумерный пограничный слой. По мере приближения к центру диска все большее влияние на пограничный слой оказывает осесимметричное поджатие течения. Вблизи центра анализ по методу пограничного слоя становится непригодным. Течение поворачивает вверх и образует основание восходящего факела. Но суммарный тепловой поток от поверхности зависит главным образом от больших тепловых потоков на периферии диска, где применима теоретическая модель пограничного слоя. Выражение для числа Нуссельта Nud, определенного по диаметру диска D = 2а, имеет вид [c.240]

Рис. 5.7.14. Расположенные в одной плоскости ряды осесимметричных факелов, образованных над газовыми гореЛками диаметром 0,51 мм с одинаковым подводом тепла Q. Расстояние между видимыми на рисунке источниками тепла около 1,4 см. (С разрешения авторов работы [132]. 1975, ambridge University Press.)

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]

Рис. 6,4,1. Распределения температуры, концентрации и скорости течения в осесимметричном факеле при термоконцентрационной конвекции Рг = 7, 5с = 1 [67].

Справочник химика 21

Химия и химическая технология