Турбулентность локально-изотропная

Механизм дробления капель дисперсной фазы в сплошной среде базируется на теории локальной изотропной турбулентности, предложенной Колмогоровым и Обуховым. Сущность ее сводится к следующему. При больших значениях Re=г(У /v на поток жидкости, движущийся с некоторой средней скоростью ги) в канале размером I, накладываются турбулентные пульсации первого порядка, представляющие собой беспорядочные перемещения друг относительно друга отдельных объемов жидкости с масштабом Х 1. [c.58]

Исходя из теории локальной изотропной турбулентности, можно представить следующую картину процесса дробления капель. [c.58]

В. Параметр, согласно теории локальной изотропной турбулентности", для диапазона В определяется соотношением [c.462]

Расчет мощности на перемешивание. Согласно теории локально-изотропной турбулентности А.Н. Колмогорова среднее по объему значение диссипации мощ- [c.333]

А. Н. Колмогоров [22] и А. М. Обухов [28] разработали теорию локальной изотропной турбулентности. Была рассмотрена жидкость вдали от твердых стенок и изучена турбулентность в масштабах Я, малых по сравнению с основными масштабами турбулентности /. Свойства турбулентности в масштабах % можно рассматривать как локальные. Предполагается, что такая мелкомасштабная турбулентность обладает свойствами изотропности. [c.50]

За областью перехода процесс расширения полосы частот продолжается. Увеличивается энергия колебаний с частотами, превышающими частоту наиболее неустойчивого колебания. Развитие спектра продолжается до тех пор, пока не создаются условия для возникновения локально-изотропной турбулентности в инерционной области спектра, определение которой дается ниже. Данные, представленные на рис. 11.4.5, показывают, что с началом процесса перехода крупные вихри разбиваются на мелкие. Масштаб турбулентности можно выразить через частоту колебания, и первоначально большой размер вихрей связан с низкой частотой преобладающего колебания. По мере развития процесса перехода Энергия возмущения передается колебаниям с более высокими частотами из узкой области спектра с центром на частоте наиболее неустойчивого колебания. Это сопровождается образованием мелкомасштабных вихрей. [c.46]

По мере дальнейшего расширения спектра частот в нем образуется так называемая инерционная область, которая соответствует локально изотропной турбулентности. В этой области спектральная плотность кинетической энергии турбулентности уменьшается с увеличением волнового числа X по закону [118]. Эта зависимость была получена для спектра пульсаций скорости в несжимаемой жидкости. Корсику [28] удалось обобщить результаты и показать, что она справедлива также для спектра пульсаций температуры, если рассматривать температуру как пассивную скалярную величину в поле течения. В конвективной области спектра пульсации температуры также подчиняются закону —5/3. [c.65]

Перейдем теперь к определению частоты дробления капель /(У). Будем следовать работе [83], в которой предложена модель дробления капель в локально изотропном развитом турбулентном потоке. В основе модели лежит 276 [c.276]

Для полностью развитого турбулентного потока в секциях можно считать, что турбулентный коэффициент диффузии определяется средней скоростью диссипации энергии (е ) в единице массы жидкости. Если принять, что положение Колмогорова о локальной изотропности применимо к стационарному турбулентному полю в жидкости, то коэффициент турбулентной диффузии отражает суммарный эффект всех вихрей с масштабом меньше Поэтому коэффициент турбулентной диффузии Ех представляет [103] [c.163]

Теория локальной изотропной турбулентности [c.106]

Так, внутри реактора с перемешиванием вблизи от мешалки будет преобладать процесс дробления и турбулентность можно рассматривать как локально-изотропную. В областях реактора, удаленных от мешалки, будет преобладать коалесценция и эти области также можно рассматривать с позиций локальной турбулентности. [c.310]

Обращает на себя внимание тот факт, что результат (11.105) не содержит размера частиц. По-видимому, условия эксперимента соответствовали автомодельному режиму, при котором инерционные явления не играли существенной роли при возникновении скорости скольжения. В последнее время сделаны попытки использовать теорию локально-изотропной турбулентности А. И. Колмогорова [97] для определения скорости скольжения в условиях турбулентного [c.104]

Массопередача в жидкой фазе от пузыря в турбулентном потоке газ — жидкость рассмотрена в работе [16]. Используя основные положения теории локальной изотропной турбулентности [17] и уравнение баланса турбулентной энергии при допущении о полной диссипации ее в л идкости с подводимым газом, получаем следующее выражение для максимальной скорости пульсаций жидкости, обтекающей газовый пузырь в турбулентном потоке [c.80]

Теория локальной изотропной турбулентности разработана А. Н. Колмогоровым. Если рассматривать область турбулентного потока, размер которой меньше основного масштаба турбулентности 1т, но больше масштаба /о пульсаций, в которых происходит диссипация энергии, то в силу статистической природы турбулентности ее свойства должны быть одинаковы во всех направлениях, [c.106]

Используя теорию локально-изотропной турбулентности, силу / можно определить следующим образом [c.87]

Пространственный интегральный масштаб турбулентности в реакторе, согласованный с гипотезой локально-изотропной турбулентности, определяется формулой [294, 295] [c.198]

Коэффициент турбулентной диффузии жидкой фазы определяют в соответствии с теорией локально-изотропной турбулентности, а газовой фазы — по данным работы [321] уравнениями [c.221]

Размеры капель. Распад жидкости на капли в условиях пульсационного движения, сопровождаемый их коалесценцией, является сложным процессом, причем теоретически возможно лишь качественное и упрощенное описание механизма указанных явлений. Однако и в этих условиях приближенно применима теория локальной изотропной турбулентности, согласно которой максимальный устойчивый размер капли (сг/рс) е > (где о — межфазное натяжение, Н/м Рс — плотность сплошной фазы, кг/м е — диссипация энергии в единицу времени на единицу массы жидкости. Вт/кг). [c.319]

Действительная гидродинамическая обстановка в аппаратах с механическим перемешиванием, вероятно, не соответствует структуре локально изотропной турбулентности. Имеются опытные данные, из которых видно, что интенсивность турбулентности вблизи лопастей мешалки во много раз больше, чем в других частях аппарата. Кроме того, наблюдалось, что области более развитой турбулентности расположены непосредственно за отражательными перегородками. Возможно, что капли конечного размера формируются именно в этих областях, турбулентность в которых наиболее неоднородна, [c.45]

Массоперенос в условиях развитого турбулентного движения в аппаратах смешения или иных аппаратах с турбулизатором при больших числах Re > 10 , в отличие от аппаратов вытеснения колонного типа, происходит в жесткой гидродинамической обстановке и отвечает модельным представлениям вихревой ячейки и локальной изотропной турбулентности [80]. [c.87]

ОПИСАНИЕ МАССОПЕРЕНОСА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕОРИИ ЛОКАЛЬНОЙ ИЗОТРОПНОЙ ТУРБУЛЕНТНОСТИ [c.90]

Чем мельче вихри, тем они беспорядочнее и слабее ориентированы и тем меньше их турбулентное движение отличается от изотропного. Поэтому можно говорить о локальной изотропности по отношению к микроструктуре реальной турбулентности. В условиях развитой турбулентности, обычно существующей в сосуде с мешалкой, изотропная турбулентность характеризуется довольно широким диапазоном масштабов пульсаций. [c.56]

Более новую концепцию определения параметра ю дает теория локальной изотропной турбулентности Колмогорова [41]. По этой теории для определения степени турбулентности в малом объеме около частицы нужно пользоваться средним значением пульсаци скорости на пути, равном диаметру частицы в,г. Величина 1/ 2 является статистическим параметром, который может быть применен вместо относительной скорости частицы в корреляциях массоотдачи. Этот параметр зависит от величины энергии, рассеянной па единице массы сплошной фазы, и может быть выражен уравнением [19] [c.310]

Силу / определяют, исходя из теории локально-изотропной турбулентности е2/зх8/3р , (14) [c.68]

Значение ни можно определить, исходя из теории локальной изотропной турбулентности Колмогорова [75]. Согласно этой теории, используется среднее значение пульсации скорости на пути, равном к [c.132]

А. Н. Колмогоров [44] и А. М. Обухов [45] разработали теорию локальной изотропной турбулентности. Была рассмотрена жидкость вдали от твердых стенок и изучена турбулентность в масштабах Я, малых по сравнению с основными масштабами турбулентности I. Свойства турбулентности в масштабах к можно рассматри- [c.68]

Для описания турбулентной диффузии часто пользуются теорией локально-изотропной турбулентности Колмогорова [26, 27]. При этом предполагается наличие турбулентных пульсаций различного масштаба (под масштабом здесь понимают размер вихрей или расстояние, на котором скорость существенно не меняется), причем основная часть кинетической энергии заключена в крупномасштабных пульсациях, масштаб которых X сравним с основным масштабом I. [c.78]

На основе теории локально-изотропной турбулентности в сочетании с моделью обновления [37—39] или моделью пограничного слоя [112] получено [c.102]

Теоретические положения, связанные с поверхностью контакта, разработаны [221, 222] на основе теории локально-изотропной турбулентности (с. 78). Для касательного напряжения на поверхности пузырьков, обусловленного турбулентностью жидкой фазы, получено выражение [221] [c.488]

В некоторых работах рассматривается теоретически массопередача при массовом барботаже. В работах [243, 2441 это рассмотрение ведется на основе модели Хигби, а в работе [222] — на основе теории локально-изотропной турбулентности, [c.496]

В турбулентном потоке дробление капель объясняется действием флуктуаций полей скорости и давления. Максимально устойчивый размер капли в предположении локальной изотропной турбулентности при условии, что внутренний масштаб турбулентности много меньше г, оценивается выражением [c.80]

В случае перемешивания двух несмешивающихся жидкостей при определенных условиях происходит диспергирование одной из них. Дисперсная фаза распределяется в виде капель в сплошной фазе. Процесс диспергирования определяется соотношением инерционных сил, обусловленных движением сплошной фазы относительно дисперсной, к силе поверхностного натяжения на границе раздела фаз. Отношение этих сил характеризуется критерием Вебера (см. гл. I) Уе = ш рс к/о, где ш — скорость относительного движения жидкости, рс — плотность сплошной фазы, а — межфаз-ное натяжение и й, — определяющий размер частиц дисперсной 4)азы (капли). Как показывают исследования, дробление капель дисперсной фазы происходит при значениях Ше 12. Процесс диспергирования протекает при турбулентном режиме движения, поэтому скорость относительного движения можно считать равной пульсационной скорости. Согласно теории локальной изотропной турбулентности, для оценки этой скорости получается соотношение [см. выражение (11.49)] [c.220]

Остановимся, во-первых, на том факте, что для полностью тур-булизированных систем пространственное распределение энергии в перемешиваемом объеме зависит не только от частоты вращения мешалки, но также от ее геометрических размеров и конструктивного типа. Поэтому в аппаратах с перемешивающим устройством локально изотропный характер турбулентных вихрей в потоке может быть достигнут только при значении числа Рейнольдса, при которых кривая расхода мощности на перемешивание переходит в автомодельную область. Кроме того, в реальном аппарате из-за наличия той или иной структуры потока скоростей диссипации энергии в разных точках объема могут значительно отличаться друг от друга и необходима оценка этого различия на основе сравнения гидродинамических кривых отклика реальной системы с откликами для идеальной системы. Наконец, следует иметь в виду, что гидродинамический режим должен полностью исключить аэрирование жидкой фазы. [c.91]

Турбулентность в сосудах с мешалками может быть рассмотрена с помощью теории локально изотропной турбулентности, в основе которой лежат работы А. Н. Колмогорова [38, 39]. Отметим, что реальная турбулентность в сосуде с мешалкой далека от изотропной, Так, Куттер [40[ обнаружил, что средние и пульсационные скорости в различных точках сосуда отличаются на порядок. Неизотронность турбулентности еще нагляднее может быть проиллюстрирована результатами измерений распределения диссипации энергии в объеме сосуда. Оказывается, примерно 20% всей подводимой энергии рассеивается в непосредственной близости от мешалки, около 50% — в потоке от лопастей мешалки, и лишь 30% — в остальном объеме. Локальная скорость е диссипации энергии может отличаться от среднеобъемной скорости 8 диссипации в сотни раз. [c.55]

Формула (32,7) дает значение ускорения по порядку величины. А. М. Яглом [171 на основе теории локальной изотропной турбулентности Л. I I. Колмогорова получил точное выраже1ше для 1/хо [c.179]

Здесь В — коэффициент молекулярной диффузии, с УУ — вектор турбулентного потока примеси, идентифицируемый с помощью той или иной гипотезы замыкания, основанной на эмпирической информации. Как и для компонентов тензора напряжений Рейнольдса, для компонентов вектора турбулентного потока примеси можно сформулировать уравнения переноса с членами, описывающими генерацию усредненным течением и силами плавучести, корреляцию пульсаций давления с градиентом пульсации скалярной величины, молекулярную диссипацию [91, 109]. Идентификация этих механизмов довольно сложна, а используемые по-луэмпирические представления через пульсационные характеристики не обладают достаточной общностью и надежностью. Поэтому обычно используют гипотезу локальной изотропности и по аналогии с представлением Буссинеска вводят коэффициент турбулентной диффузии В т. [c.197]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология