Влияние градиента давления на распределение

Метод заключается в выборе контура обтекаемого тела, которому соответствует распределение градиента давления во внешнем потоке, обеспечивающее максимально протяженный участок ламинарного течения. В этом отношении отрицательный в направлении потока градиент давления — благоприятный фактор, а положительный — неблагоприятный. Более того, возрастание давления может вызвать крайне нежелательное для сохранения ламинарного режима явление отрыва пограничного слоя. Этим объясняется одна из целей профилирования — поддержание присоединенного потока максимально долго в безотрывном состоянии в области положительного градиента давления. Уменьшение Rej. в области торможения потока (VP >0), его увеличение на участке разгона (V/> < 0) хорошо известны из многочисленных наблюдений перехода в пограничном слое на крыловых профилях и отражают влияние градиента давления на устойчивость течения [Шлихтинг, 1969]. [c.261]

К моменту обводнения 95% нефтеотдача при вытеснении холодной водой составила 53,3 %, горячей водой — 59,6 %. На один и тот же момент времени (при обводненности более 90 % различие в нефтеотдаче - около 8 %. На рис. 8.4 приведены зависимости нефтеотдачи г от времени Г для обоих случаев, в табл. 8.5 — 8.6 дано распределение насыщенностей и температуры к моменту обводнения 95 %. Влияние градиента давления на нефтеотдачу отражено на рис. 8.5. [c.168]

Следовательно, экспериментальные зависимости хорошо согласуются с выводами капиллярно-фильтрационной модели механизма полу-проницаемости. Следует ожидать, что данный подход с учетом взаимного влияния ионов и внешних факторов на процесс гидратации, а также с учетом влияния электролитов на толщину адсорбционных слоев растворителя даст возможность разработать количественную теорию обессоливания растворов обратным осмосом. Однако решение этой задачи невозможно без точного определения размеров пор и их распределения, толщины слоя связанной жидкости на внутренней поверхности пор при течении жидкости под действием градиента давлений. Уместно отметить, что и для процесса ультрафильтрации определение толщины слоя связанной жидкости также имеет важное значение, особенно при сравнительно небольших диаметрах пор (порядка 5 30 нм, или 50—300 А). Как было показано выше (см. стр. 105), в этом случае толщина слоя связанной жидкости становится соизмеримой с радиусом пор ультрафильтров. [c.211]

Записав граничные условия исходя из постулата о радиальном и симметричном потоке, авторы получили численные решения уравнений количества движения и неразрывности для принятых рд, < е, Qs и "т/, рассчитав распределение давлений, порозности, скоростей газа и твердых частиц на подходе к отверстию. Как для двух-, так и для трехмерного потока, как показывает анализ, следует ожидать быстрого падения порозности и крутого градиента давления в области О < г/г,, < 1. Однако, опыты с песком (100 мкм) и стеклянными сферами (500 мкм) в двухмерных слоях высотой 2,5 м, шириной 61 см, и толщиной 1,27 см обнаружили значительно меньшие изменения параметров, чем это следует из теоретических расчетов. По измеренным давлениям при истечении из горизонтальных щелей высотой 1 см и 2,5 см получены профили, очень сходные с найденными ранее для меньших отверстий (рис. ХУ-5, г) и согласующиеся с допущением о постоянной порозности. Измерения емкостным датчиком показали, что вблизи отверстия порозность слоя, действительно практически постоянна. Авторы объяснили эти расхождения возможной неадекватностью постулата о радиальном и симметричном потоке. Было выявлено существование застойных зон (в некоторой степени они сходны с показанным на рис. ХУ-5, в) и сделано предположение о возможном влиянии сил взаимодействия между частицами на режимы движения. [c.580]

Наличие градиента давления приводит к неоднородному распределению скоростей сдвига. Поэтому мы вправе ожидать, что неньютоновский характер течения полимерной жидкости будет оказывать влияние на ФРД, а следовательно, и на качество смешения, что и наблюдается в смесителе из коаксиальных цилиндров, где кривизна канала обусловливает неоднородность распределения скоростей сдвига. Исследуем это явление на примере. [c.381]

Интенсивность структурных свойств нефти зависит от содержания в ней асфальтенов. Но количество асфальтенов в нефти закономерно изменяется по пласту. С приближением к водо-нефтяному контакту содержание асфальтенов и смол в нефти увеличивается [20]. Следовательно, структурные свойства нефти увеличиваются по мере приближения к ВНК и для полного извлечения нефти вблизи ВНК потребуются высокие градиенты давления и форсирование отборов жидкости. Эту особенность изменения свойств нефти необходимо учитывать при обосновании темпов разработки отдельных участков залежи, при установлении и регулировании распределения пластового давления по залежи. По мере разработки залежи во многих случаях, особенно при законтурном заводнении, происходит перемещение к центральной части залежи более смолистой нефти с периферийной части, т. е. менее смолистая нефть замещается нефтью с большим содержанием асфальтенов. При таком перемещении пластовой нефти по мере разработки залежи все более усиливается влияние структурных свойств нефти на ее фильтрацию и вытеснение ее водой. Очевидно, нецелесообразно допускать такой характер выработки залежи, когда все большая ее площадь становится занятой нефтью с увеличивающимся содержанием асфальтово-смолистых веществ. Применение внутриконтурного заводнения в разных его видах позволит избежать такого перемещения нефти по пласту. [c.48]

Первое уравнение, уравнение неразрывности, выражает условие сохранения массы это скалярное уравнение связывает мгновенную скорость изменения плотности жидкости в некоторой точке поля, выраженную через полную производную В/Ох, с местной скоростью расширения или сжатия Т-У, обусловленной полем скорости. Второе уравнение, векторное, выражает равенство силы, обусловленной местным ускорением, сумме местной объемной силы, силы, обусловленной градиентом давления, и сил вязкости для ньютоновской жидкости (все силы отнесены к единице объема). Третье уравнение, скалярное, выражает закон сохранения энергии. В нем скорость возрастания температуры приравнивается сумме нескольких членов. Первый из них равен потоку энергии, переносимой теплопроводностью в единицу объема согласно закону Фурье. Второй член выражен через давление исходя из полного тензора напряжений это давление определяется приближенно из обычных термодинамических соотношений для термодинамически равновесного процесса. Поток внутренней энергии, выделенной в единице объема от любого распределенного источника, находящегося внутри жидкой среды, обозначен д ", причем величина его может зависеть от координат, температуры и т. д. Диссипативный член гф, описывающий диссипацию энергии из-за влияния вязкости, представляет собой поток энергии в единице объема, равный той части энергии потока, которая в результате диссипации превращается в тепло. Этот член приближенно равен разности между полной механической энергией, обусловленной компонентами тензора напряжений, и меньшей частью полной энергии, которая описывает термодинамически обратимые эффекты, например, возрастание потенциальной и кинетической энергии. Разность представляет собой ту часть полной энергии, которая в результате вязкой диссипации превращается в тепло. Диссипативная функция имеет следующий вид [c.33]

Тангенциальная составляющая скорости Шт оказывает определяющее влияние на закон распределения давления в поперечных сечениях камеры разделения. Чем дальше от соплового сечения, тем меньше Шт и радиальный градиент давления. При удалении от соплового ввода давление на стенке камеры разделения несколько уменьшается, а на оси увеличивается. В результате в приосевой зоне возникает перепад давлений, обусловивший движение приосевого потока в направлении к диафрагме. [c.11]

Влияние давления на эффективность ректификации может изменяться также в зависимости от распределения жидкости по насадке (при равномерной ее укладке). Дело в том, что жидкость имеет тенденцию распределяться по насадке неравномерно (растекание определяется наличием.удобных точек контакта элементов насадки), в то время как для потока пара этого не наблюдается. Последнее нетрудно объяснить, если обратиться к уравнению Бернулли. Поток пара, набегающего на слой насадки, будет этим слоем тормозиться. Из уравнения Бернулли следует, что повышение давления в потоке с большей скоростью будет более значительным, чем в потоке с меньшей скоростью. В результате здесь возникает поперечный градиент давления, под действием которого струя пара начнет растекаться по слою. [c.115]

Особое влияние на формирование зоны проникновения оказывают капиллярные силы. Общепринято мнение, что образование зоны проникновения происходит в условиях ка-пиллярно-напорного и так называемого автомодельного режимов вытеснения и характер распределения фаз определяется действием как капиллярных, так и гидродинамических сил. Гидродинамические силы характеризуют распределение давлений в системе скважина — фильтрационная корка — зона кольматации — зона инфильтрации — удаленная зона пласта . Именно ими первоначально контролируется вытеснение в зоне проникновения. В процессе роста и уплотнения фильтрационной корки ТЖ, образования зоны кольматации и увеличения размеров зоны инфильтрации градиент гидродинамического давления уменьшается. Это приводит к возрастанию влияния капиллярных сил на распределение фаз при фильтрации. При малых градиентах гидродинамического давления распределение фаз в процессе вытеснения полностью контролируется действием капиллярных сил, и режимы вытеснения являются чисто капиллярными. Смачивающая фаза ТЖ внедряется в поры коллектора под действием капиллярного перепада. Таким образом, капиллярный режим вытеснения проявляется, как правило, только в конце формирования зоны проникновения и характерен в основном для периода ее расформирования. [c.90]

Рассматривая уравнение (24), легко заметить, что оптимальный размер зерна прямо зависит от коэффициента распределения К и коэффициента диффузии В,, имеет обратную зависимость от градиента давления ДР/ , а следовательно, и линейной скорости и. Физическая природа этих закономерностей связана с противоположным влиянием размеров зерна на продольную диффузию и сопротивление массопередаче. [c.156]

С целью экспериментальной проверки характера влияния локальных значений йр/йх на процессы обновления подслоя в опытах [1.48] с помощью метода условно-выборочного осреднения были определены мгновенные распределения давления, связанные с выбросами и, соответственно, с крупномасштабными структурами, охватывающими весь цикл обновления подслоя. В нижней части рис. 1.38 а схематически представлено типичное распределение мгновенных значений давления р, измеренных с помощью миниатюрных пьезоэлектрических датчиков давления <1 = 0,75 мм, <1 = 65), установленных на обтекаемой поверхности. В [1.48] отмечается, что если рассматривать распределение давления р х) в фиксированный момент времени, то почти на всем участке обтекаемой поверхности под крупномасштабной структурой имеет место благоприятный градиент давления йр/йх < 0), способствующий стабилизации течения вблизи стенки, а не его отрыву. Поэтому в [1.48] предполагается другой механизм неустойчивости течения вблизи стенки, а именно механизм вихревой неустойчивости Тэйлора-Гертлера (см. п. 1.4). [c.68]

Рассмотрим случай течения в турбулентном пограничном слое с продольным градиентом давления. На рис. 2.27с представлено распределение статического давления р и градиента давления с1р/(1х вдоль специального вкладыша, установленного в рабочей части аэродинамической трубы. В этих условиях наблюдается резкий переход от отрицательного градиента давления к положительному. Это приводит к сильному влиянию предыстории развития пограничного слоя на его местные характеристики. Из рис. 2.27 б видно, что в этом случае имеет место сложная картина изменения вдоль потока коэффициента поверхностного трения f, непосредственно измеренного с помощью методов, описанных в 4.5 (гл. 4). [c.137]

В [4.60] было исследовано влияние выдвинутого в поток датчика трубка-выступ на распределение статического давления вдоль обтекаемой поверхности. Установлено, что в безградиентном потоке выдвижение трубки датчика над обтекаемой поверхностью на высоту до 0,5 мм незначительно влияет на распределение статического давления как вверх, так и вниз по потоку от датчика. Малая высота выступа датчика по отношению к толщине вязкого подслоя позволяет применять его и для измерения поверхностного трения в турбулентном пограничном слое с продольным градиентом давления с использованием универсального градуировочного соотношения (4.69), поскольку линейное распределение скорости в вязком подслое при уи /1> < 5 соблюдается и при Р/с1х ф 0. [c.281]

Осмотические явления. Предпосылка о миграции однофазного флюида как единого целого может заметно нарушаться в тонкопористых слабопроницаемых средах. Если структура пористой среды такова, что подвижность растворенного вещества существенно меньше, чем растворителя, то исходное соотношение между объемами пор и заполняющего их флюида нарушается с соответст-вующим изменением исходного распределения гидростатического давления. При этом, наряду с диффузией, включаются два дополнительных механизма переноса. Во-первых, под влиянием градиента химического потенциала (вызывающего, как мы знаем, диффузионный перенос растворенного вещества) возникает осмотическое течение — объемный поток всей массы флюида интенсивность его (на единичное поперечное сечение) выражается в виде [20] [c.53]

Учитывая, что в верхних слоях земной коры градиент давления примерно равен гидростатическому, можно утверждать, что основное влияние на толщину ЗСГ и ее строение оказывают распределение температуры по разрезу (геотермический градиент) и минерализация поровых вод. Влияние солей в водном растворе на равновесные условия гидратообразования рассмотрено в разд. 2. Влияние геотермического градиента на толщину и саму возможность существования ЗСГ заключается в установлении благоприятного для гидратообразования термобарического режима на заданной глубине. [c.177]

Большое влияние иа степень превращения сырья в трубчатых печах оказывает конструкция реакционного змеевика, распределение температурного градиента по длине змеевика и скорость газового потока. Для создания паиболее благоприятных условий протекания реакцин пиролиза температуру по длине змеевика постепенно повышают, а для достижения высоких коэффициентов теплопередачи в змеевиках поддерживают высокие скорости газовых потоков. За рубежом в промышленных условиях для змеевиков обычно применяют трубы диаметром 106 мм. Давление на выходе из змеевика поддерживается от 1,5 до 2,0 ати. [c.44]

Организация движения жидкости на тарелке. Критериями правильной организации движения жидкости на тарелке являются малый градиент уровня жидкости на тарелке и нормальная работа сливных устройств. Равномерное распределение пара по сечению колпачковой тарелки достигается, если градиент уровня жидкости не превышает 20—25 мм, а нагрузка но жидкости 65 м /(м-ч). Если основные потери давления происходят в контактных элементах тарелки, то изменение градиента жидкости не оказывает решающего влияния на распределение паров по сечению. Рекомендуется соблюдать следующее соотношение между градиентом уровня жидкости и сопротивлением сухой тарелки АР с А = 2. [c.86]

Эта формула не учитывает влияния центробежных сил, вызванных искривленностью канала. Как показано выше, теоретическое распределение относительных скоростей по ширине канала в плоскости вращения описывается уравнением (3. 13). Так как величина Аси тем больше, чем больше градиент относительной скорости, то для случая обратно загнутых лопаток (Ра, <90°), где радиус кривизны канала положительный, кривизна лопатки уменьшает градиент скорости, а вместе с ней и величину A . В случае же лопаток, загнутых вперед (Рал > 90°), радиус кривизны лопатки отрицательный и кривизна лопатки увеличивает градиент скорости. Это значит, что при <90° уравнение (3. 27) дает при прочих равных условиях несколько заниженное значение ц. При Ра > > 90° эта формула несколько завышает коэффициент fi. Здесь также не учитывается влияние косого среза канала, который при отсутствии вращения дает отклонение выходящей струи в сторону укороченной стенки. Кроме того, здесь не учитываются толщина лопатки, а также явления, связанные с процессом выравнивания давления на периферии. [c.68]

Для течения, возникаюш,его при наложении перепада давления на вынужденное течение, ФРД не удается выразить непосредственно через 7, но можно выразить ее через безразмерную величину = = у Н, которая однозначно связана с у. Было проанализировано полностью развившееся изотермическое установившееся ламинарное течение несжимаемой ньютоновской жидкости. Методология расчета ФРД аналогична описанной в разд. 7.10 для чисто вынужденного течения. Полученные результаты демонстрируют сильное влияние градиента давления на ФРД и среднее значение деформации (у). Как следует из рис. 11.7 (где qplqd— безразмерная константа, характеризующая градиент давления), положительный градиент давления (давление растет в направлении течения, а скорость сдвига у неподвижной пластины равна нулю, qylqd <С 0) не только увеличивает среднее значение деформации, но и сужает ее распределение. При <7г)/<7(г = О имеет место чисто вынужденное течение (кривая 2) при qplЯd > о давление уменьшается в направлении течения, а скорость сдвига равна О у движущейся пластины (кривая 3). При этом ФРД такая же, как для течения между неподвижными пластинами под действием давления. Заметим, что аналогом этого случая является вынужденное течение, при котором движущиеся пластины располагаются в сечении = 1, которому соответствует ось симметрии течения под давлением через щель шириной Н = 2Н. [c.379]

Влияние градиента давления на характер течения в самой оОласти взаимодействия удобно анализировать на примере распределения изотах U/Ug = onst, которые для выборочных значений d , /йх представлены на рис. 2.26. Как и ранее, вследствие симметрии течения изолинии U/Ug приведены лишь для одной половины поперечного сечения двугранного угла. Обращает на себя внимание, что при максимальном отрицательном градиенте давления (рис. 2.26, а) искажение контура изотах незначительно. В этом случае продольно развивающийся вихрь, очевидно, в значительной степени локализован в том смысле, что характерный его поперечный масштаб небольшой и интенсивность его, по-видимому, невелика. Не случайно в [127] обнаружены эффект ламинаризации турбулентного течения в угловых зонах прямоугольного канала и исчезновение вторичных течений при наличии благоприятного градиента давления. По мере возрастания d p /dx (рис. 2.26, б—г) характерная искривленность изотах усиливается, распространяясь в направлении размаха двугранного угла, что свидетельствует об увеличении интенсивности и масштаба вихревого течения. Отмеченная тенденция отражается и на изменении протяженности области взаимодействия пограничных слоев, относительная величина которой при тех же условиях эксперимента представлена на рис. 2.27 в виде зависимости Л/сЗ ,, = /(d p/dx). Вертикальными линиями [c.113]

В теории исследование устойчивости течения с градиентом давления выполняется таким же образом, как и в случае продольного обтекания плоской пластины, т. е. в предположении, что скорость основного течения зависит только от поперечной координаты у. Влияние градиента давления проявляется в распределении скоростей U (у). Результаты расчетов для профилей скорости семейств Фокнера — Скэн [Володин, Гапонов, 1970] и Польгаузена [Левченко, Соловьев, 1970 ] приведены на рис. 7.3 и 7.4. Повышение давления в пограничном слое сильно уменьшает критическое число Рейнольдса и способствует переходу ламинарной формы течения в турбулентную. Наоборот, падение давления увеличивает критическое число Рейнольдса и приводит к затягиванию перехода к турбулентности. [c.261]

Мур и Слобод, рассматривая вытенение нефти водой из идеализированной модели сдвоенного порового канала, показывают, что в гидрофильном пласте эффективность вытеснения нефти водой и распределение остаточной нефти контролируются только капиллярными силами, если линейная скорость фильтрации не превышает 6,6м/с. Хотя расчетная модель крайне идеализирована, тем не менее она позволяет наглядно проиллюстрировать, насколько значительно влияние капиллярных сил в гидрофильных породах. Исследуя влияние смачиваемости на вытеснение нефти водой на основании анализа экспериментального материала, полученного на гидрофильных пористых средах, Мур и Слобод приходят к выводу, что нефтеотдачу таких коллекторов можно повысить только при скоростях вытеснения, превышающих 10 000 м/год. В этой же работе изложены результаты экспериментов, показывающие, что для извлечения остаточной нефти, находящейся в пористой среде в виде изолированных глобул, градиенты давлений должны достигать порядка 80—100 МПа/м. При этом остаточная нефть становится подвижной только при градиентах давления порядка 8—10 МПа/м. [c.91]

С гидродинамической точки зрения такой тип неоднородности для изучения общих закономерностей фильтрации несмешивающихся жидкостей можно свести к двум видам к однородному иласгу, если указанные неоднородные участки хаотично разбросаны ио всей площади или ио толщине пласта, и,к слоистому, если эти участки ориентированы таким образом, что образуют как бы несколько непрерывных каналов разных фильтрационных свойств. В первом случае влияние местной неоднородности на интегральные показатели заводнения должно быть сведено до минимума, учитывая неизмеримо большие размеры месторождения и расстояния между нагнетательными и добывающими скважинами. Во втором же случае основные, особенности заводнения можно определить на, моделях слоистых пород. Однако при постановке опытов на образцах породы с равномерно распределенными участками различной проницаемости нельзя пользоваться предельными величина,ми условий моделирования, рекомендованными в работе Д. А. Эфроса, поскольку они установлены для микронеоднородных пластов, в которых формирование-зоны активного капиллярного проявления (стабилизированной зоны) обусловлено различием поровых каналов. Физическая сущность условий приближенного моделирования, предложенных Д. А. Эфросо,м, в основном сводится к тому, чтобы при заданном градиенте давления свести отношение длины зоны капиллярного обмена к длине модели до пренебрежимо малого значения, ири которо,м стабилизированная зона практически перестает оказывать влияние на показатели заводнения. Это основное положение-приближенного моделирования должно оставаться в силе и при постановке опытов на моделях с другими видa и неоднородности и, в частности, на образцах породы с локальной неоднородностью. Но для нород с таким типом неоднородности необходимо-определить предельные значения критериев гидродинамического подобия, принимая при это,м в качестве характерного параметра пористой среды не средний размер пор, а средний размер неоднородных участков, слагающих исследуемый пласт. Аналогичные рассуждения справедливы также для пород с локальной неоднородностью, которые можно с гидродинамической точки зрения трансформировать в трубки тока, простирающиеся от линии нагнетания до линии отбора жидкости. [c.108]

В пластицирующем экструдере можно выделить два самостоятель ные участка транспортировки. Первый участок расположен непо средственно за областью плавления здесь можно применять модели описанные в предыдущем разделе, без какой-либо модификации Кроме того, транспортировка расплава происходит в слое расплава который граничит с твердой пробкой. На этом участке ширина слоя по мере продвижения по каналу увеличивается. Более того, непрерывно увеличивается также и массовый расход находящегося перед толкающей стенкой расплава в результате притока расплава из пленки. Обе эти величины, а также средняя температура пленки расплава могут быть рассчитаны на основании модели плавления. Следовательно, модель движения расплава в зоне дозирования можно использовать для приблизительного расчета локального градиента давления и изменения температуры в пределах малых шагов расчета, используя средние значения локального расхода и локальную ширину слоя расплава [2, 27]. На рис. 12.20 представлены результаты таких расчетов. При этом предполагают, что процесс плавления оказывает сильное влияние на процесс нагнетания расплава, а возможное влияние последнего на плавление пренебрежимо мало. В действительности расплав, находящийся перед пробкой, сжимает ее и создает на ее поверхности тангенциальные напряжения, которые наряду с вязким трением в пленке расплава и силами трения, действующими у сердечника червяка и винтового канала, определяют распределение напряжений в твердой пробке передней стенки. Попытки такого анализа взаимодействия двух фаз, которые в принципе могут позволить прогнозировать деформационное поведение пробки, ее ускорение и разрушения, можно найти в работах [13, 28]. [c.452]

Наличие даже слабого скачка уплотнения приводит к резкому увеличению давления во внешнем потоке. Рост давления передается навстречу потоку по дозвуковой части пограничного слоя. Линии тока отклоняются от стенки, порождая в сверхзвуковой части пограничного слоя семейство волн сжатия, которые распространяются во внешний поток и оказывают влияние на форму и интенсишность окачка уплотнения вблизи области взаимодействия. Продольный градиент давления в пограничном слое оказывается значительно меньше, чем во внешнем потоке. Если скачок слабый, то движение в пограничном слое происходит под воздействием небольшого положительного градиента давления и отрыв потока не происходит. С увеличением интенсивности скачка уплотнения во внешнем потоке возрастает градиент давления вблизи стенки и возникает отрыв пограничного слоя. При этом увеличивается отклонение линий тока в сверхзвуковой части течения, благодаря чему поддерживается необходимое распределение давления, соответствующее данной интенсивности скачка уплотнения. В зависимости от условий во внешнем потоке (интенсивности скачка уплотнения, местного числа М, ускоренного или замедленного характера течения) и формы обтекаемого тела возможны два случая. В первом случае поток после отрыва присоединяется снова к стенке. Сразу за скачком уплотнения возникают волны разрежения, как при обтекании внешпего тупого угла. В месте присоединения поток направлен под некоторым углом к стенке, поэтому здесь возникает новый скачок уплотнения, который может вызвать иногда новый отрыв пограничного слоя. Таким образом, могут появиться несколько 22 [c.339]

Законы распределения Максвелла и Больцмана можно применять для описания газов, подчиняющихся законам классической механики и находящихся в состоянии равновесия. В таких системах все молекулярные свойства усреднены. Например, температура одинакова во всех точках газа, число молекул, пересекающих в заданном направлении некоторую плоскость внутри системы за данный промежуток времени, равно числу молекул, пересекающих эту плоскость за то же время в противоположном направлении. Если система находится при постоянном, объеме, то давление повсюду одинаково если система содержит несколько компонент, то состав газа также является однородным. Рассмотрим теперь газы, состояние которых не является вполне равновесныл . В них, например, могут возникать градиенты давления, температуры и состава. Подобная задача является крайне сложной [7], и здесь мы ограничимся простейшим случаем, принимая, что системы находятся в равновесии во всех отношениях, кроме наличия некоторых отклонений, влияние которых на закон распределения молекул по скоростям, по предположению, невелико, или что такие отклонения настолько кратковременпы, что распределение Максвелла — Больцмана не успевает нарушиться. Этот прием позволяет получить целый ряд проверенных на опыте выражений для скорости изменения состояния системы в тех случаях, когда свободный пробег молекул полностью оканчивается столкновениями в газовой фазе. Эти выражения непригодны для предельно разреженных систем, когда бредняя длина свободного пробега оказывается соизмеримой с размерами сосуда и приходится учитывать столкновения молекул со стенками. В то же время, как и все выводы, основанные на использовапии законов идеальных газов, они не применимы для сильно сжатых газов. [c.57]

Наиболее полно сепарация пылегазовых смесей изучена В. А. Успенским и В. Е. Кирпиченко [7, 8], которые рассчитали радиальное распределение концентрации аэрозоля вследствие градиентной диффузии на различных расстояниях от кольцевого периферийного источника в цилиндрической камере с осевым осесимметричным потоком при постоянном коэффициенте диффузии по радиусу. Результаты расчета) показывают, что диффузионный поток мелкодисперсного вещества уменьшает радиальный градиент его концентрации по мере осевого перемещения от источника на расстоянии х= = (36...40). х — осевое расстояние от источника, Н--радиус камеры) происходит практически полное перемешивание аэрозоля с несущим потоком. Помимо указанных факторов при разделении пылегазовых смесей ощутимое отрицательное действие может оказывать конвективный радиальный поток пылевых частиц, вызванный радиальным градиентом давления. Кроме того, в закрученном потоке в области свободного вихря (Шт / = onst) на частицу может действовать сила, противодействующая центробежной и обусловленная влиянием вязкости и радиальным градиентом тангенциальной составляющей скорости несущего потока Шх. Под действием разности скоростей в диаметрально противоположных точках частицы в окружающей ее малой области может возникнуть циркуляция, несущей среды. При этом появляется сила, выталкивающая частицу в направлении увеличения Шт (уменьшения г). Из рассмотрения равновесия частицы кубической формы под действием перепада давлений и центробежной силы выявлено [7, 8], что для радиального равновесия частицы необходимо, чтобы ее плотность превышала плотность несущей среды. Для расчета минимального отношения плотностей фаз смеси предложено выражение [c.169]

Вторым сомножителем в уравнении, оиределяюш,ем коэффициент А, является размер зерен носителя, выраженный диаметром частицы с1р. Если он достаточно мал, то снижается коэффициент А п, следовательно, высота, эквивалентная теоретической тарелке. Однако йр и К связаны между собой частицы небольших размеров упаковать труднее, чем более крупные, поэтому неравномерность заполнения и выражающий ее параметр л увеличиваются, что снижает эффективность разделения. Кроме того, с уменьшением размеров частиц увеличиваются градиент давления в колонке и время удерживания. Поэтому приходится искать компромиссное решение и выбирать минимально возможные размеры частиц, для которых эти недостатки еще не ощущаются в значительной степени. Влияние на коэффициент л и тем самым на А оказывают не столько абсолютные размеры отдельных частиц, сколько распределение этих частиц по размерам в массе насадки [2] очевидно, что при заполнении колонки носителем, в котором, например, вместе с частицами диаметром 0,2 мм имеются более мелкие частицы, плотно упа- [c.171]

При прохождении полосы через слой сорбента давление в этом слое увеличивается на величину парциального давления элюируемого вещества. Максимальное давление будет, естественно, наблюдаться в максимуме пика, а сама кривая распределения избыточного давления совпадать по форме с распределением концентраций. В результате этого градиент давления, а следовательно, и скорость зоны будет увеличиваться на переднем фронте по мере приближения к максимуму пика и этот фронт должен обостряться. Наоборот, задний фронт будет двигаться медленнее и размываться, поскольку градиент давления из-за изменения концентраций направлен навстречу градиенту давления, перемещающему по колонне газ-носитель. Таким образом, действие давления на форму пика аналогично в известной мере действию теплового эффекта и нелинейности изотермы, вогну ой к оси абсцисс во всех случаях давление, температура и коэффициент распределения в максимуме пика имеют экстремальное значение, заставляя максимум двигаться с наибольшей скоростью, при этом передний фронт обостряется, а задний растягивается. Влияние изменения давления, как правило, меньше влияния тепловых эффектов и нелинейности изотермы. Количественная теория влияния давления рассмотрена Скоттом Ч Нетрудно понять, что эффект изменения давления будет увеличиваться с увеличением дозы и изменением гидравлического сопротивления насадки. Если задаваться массой дозы, то парциальное давление будет большим для веществ с меньшим молекулярным весом и для них влияние изменения давления более значительно. Наконец, парциальное давление возрастает с изменением коэффициента распределения и процентом неподвижной фазы. Таким образом, асимметрия из-за парциального давления вещества будет наибольшей на колонне с низким гидравлическим сопротивлением, малым процентом неподвижной фазы и для веществ элюируемых первыми, [c.51]

Полученные таким способом кажущиеся распределения оказываются истинными распределениями по коэффициентам седиментации лишь в том случае, если степень уширения границы седиментации не зависит от давления, диф-4>узии или концентрации растворенного вещества. Подобные зависимости все же имеют место при ультрацентрифугировании большинства полимеров в органических растворителях, поэтому для получения точного распределения ло молекулярным весам необходимо учитывать эти влияния. При используемых обычно в методе скоростной седиментации силовых полях ультрацентрифуги возникает большое гидростатическое давление, изменяющееся от 1 атм на уровне мениска до нескольких сотен атмосфер в придонном слое кюветы. От величины давления зависят плотность и вязкость раствора, а также удельный парциальный объем молекул растворенного вещества, поэтому характер седиментации, осуществляющейся в таком градиенте давления, меняется в зависимости от расстояния до мениска. Рассмотренное влияние давления наиболее выражено при использовании относительно сжимаемых органических полимеров и растворителей, обычно применяемых в химии полимеров. Проблема влияния давления на седиментацию, впервые рассмотренная Мосиманом и Сигнером [39], недавно вновь привлекла внимание исследователей. С помощью математической интерпретации качественного рассмотрения проблемы Отом и Деро [40] Фужита [41] использовал уравнение Ламма и показал, что линейная зависимость седиментации от давления приводит к выран ению [c.231]

Для колец из материалов с низкой теплопроводностью (металлы, керамика) определяющими являются термические деформации, вызываемые температурными градиентами - неравномерным распределением температур по сечению кольца. Источниками теплоты в торцовом уплотнении являются трущиеся поверхности, рабочая среда и контактирующие с ней детали. Снижением термпературы и ее равномерным распределением по к сечению кольца можно уменьшить термические деформации. Углеграфиты Х51 силнцированные графиты имеют модуль упругости на порядок меньше, чем металлы, теплопроводность же их в 2-3 раза выше, что снижает влияние температурных деформаций, и поэтому определяющими являются механические деформации. Механические деформации возникают под действием давления уплотняемой среды и контактного давления в паре. В парах трения углеграфит по силицированному графиту форма уплотняющего зазора нарушается под действием деформаций углеграфитового кольца, так как модуль упругости углеграфита в 10 раз меньше, чем силицирован-ного графита. Уменьшить его деформации можно только выбором геометрической формы кольца и способом его установки. Углеграфитовое кольцо, имеющее упругую опору (резиновое кольцо) под выступом на наружной цилиндрической поверхности, подвергается деформациям как от действия контактного давления, так и от давления уплотняемой среды (рис. 8, а). Моменты М1 и М2 имеют одинаковый знак и вызывают поворот сечения кольца относительно опоры. [c.17]

Помимо формпараметра, расчетные характеристики течения зависят также от многих других параметров и обстоятельств. Так, в число характеристик шероховатости стенки следует включить, кроме средней высоты шероховатости, еще и параметры формы, статистического распределения шероховатостей по высоте, расположения шероховатостей на плоскости и т. п. При учете влияния продольного градиента давления чрезвычайно важны независимость локальных характеристик течения от предистории пограничного слоя, т. е. его равновесность, а также знак градиента давления, поскольку при большом положительном градиенте может произойти отрыв, а при большом отрицательном — реламинари-зация пограничного слоя (подробнее см [103, 104, 112]) [c.207]

Влияние неоднородности течения в пограничном слое в газе на его устойчивость исследовалось в работах [133—137]. Эти результаты получены без учета вязко-невязкого взаимодействия, вследствие которого пограничный слой при сверхзвуковых режимах течения индуцирует градиент давления во внешнем потоке. Известно, что с ростом числа Маха роль этого эффекта должна возрастать [122]. Влияние вязко-невязкого взаимодействия на характеристики устойчивости неоднородных пограничных слоев при сверхзвуковых скоростях обтекания изучалось в работе 138]. Было рассмотрено обтекание плоской пластины при М = 4,5, числе Прандтля Рг = 0,72, показателе адиабаты и = 1,41, температуре торможения Го = 310 К, коэффициент вязкости зависел от температуры по формуле Сазерленда. Основное течение рассчитывалось в приближении локальной автомодельности [122]. Условия иа внешней границе пограничного слоя определялись в рамках теории сверхзвукового обтекания тонкого профиля с уравнеинем поверхности г/ = б (ж), где б — толш ина вытеснения на плоской пластине без учета вязко-невязкого взаимодействия. Далее расчет выполнялся на основе найденных профилей скорости и температуры. На рис. 5,7 показана зависимость пространственного усиления тш /.т-компонснты двумерного возмуш ения массового расхода от величины Т[ = уРУ х х/р ио, в сечении, соответствующем В = 1550, вычисленная с учетом неоднородности течения. На рис. 5,8 представлено распределение модуля возмущения ж-компоненты массового расхода по пограничному слою для тех же условий. Как видно из этих рисунков, эффект вязко-невязкого взаимодействия проявляется в окрестности максимума модуля возмущения ж-компонепты массового расхода. Результаты расчета без взаимодействия совпадают с данными работы [134]. [c.120]

Вынужденные стационарные рещения, подобные приведенным выше, получены также при исследовании экваториальной циркуляции океана. Здесь в качестве воздействия выступает напряжение ветра, распределенное по поверхностному перемешанному слою. Для того, чтобы получить реалистичную структуру течений, необходимо рассчитывать большое число мод. Это продемонстрировал Мэкриэри [501]. Он использовал модель, в которой были специальным образом параметризованы вертикальная вихревая вязкость и вертикальная вихревая диффузия. Они были неизменны на каждом уровне и менялись по глубине, так что структура мод течения сохранялась и моды оставались независимыми друг от друга. Для каждой из мод были выписаны уравнения (11.14.1) — (11.14.3). Коэффициент трения возрастал с номером моды г на самом деле можно считать пропорциональным с1). Для нескольких первых мод трение было малосущественным, а напряжение ветра уравновешивалось градиентом давления. Соответственно, вклад этих мод в течение был невелик. Вместо этого, как показывает решение без учета изменений по оси х, основной вклад вносили те моды, которые были настолько сильно подвержены влиянию трения, что влияние восточной и западной границ становилось второстепенным по сравнению с локальными эффектами. Примеры полученных этим методом решений показаны на рис. 11.20. [c.200]

Поступательные горизонтальные движения водных масс, связанные с перемещением значительных объемов воды на большие расстояния, называют течениями. Течения возникают под действием различных факторов, таких, как ветер (т. е. трение и давление движущихся воздушных масс на водную поверхность), изме-ненияг в распределении атмосферного давления, неравномерность в распределении плотности морской воды (т. е. горизонтальный градиент давления вод различной плотности на одинаковых глубинах), приливообразующие силы Луны и Солнца. На характер движения масс воды существенное влияние оказывают также вторичные силы, которые сами не вызывают его, а проявляются лишь при наличии движения. К этим силам относятся сила, возникающая благодаря вращению Земли — сила Кориолиса, центробежные силы, трение вод о дно и берега материков, внутреннее трение. Большое влияние на морские течения оказывают распределение суши и моря, рельеф дна и очертания берегов. Классифицируют течения главным образом по происхождению. В зависимости от сил, их возбуждающих, течения объединяют в четыре группы 1) фрикционные (ветровые и дрейфовые), 2) градиентно-гравитационные, 3) приливные, 4) инерционные. [c.148]

В тепло-массообменных процессах внешние воздействия должны быть связаны с ускорением переноса энергии и массы. Из физической сущности тепло-массопереноса следует, что интенсификация может идти по пути создания больших градиентов скорости и давления по времени, влияния на конвективный перенос и непосредственно на коэффициенты переноса, а также по пути управления распределением источников воздействия. Когда создание больших градиентов лимитировано свойствами перерабатываемых веществ или технологическими условиями, перспективно физическое воздействие через конвективный тепло-марсоперенос. Существенный вклад может дать управляемое пространственно-временное распределение внутренних источников тепла, генерируемых различными полями или частицами. Наконец, существует возможность влияния непосредственно на коэффициенты переноса, например, утончение пограничных слоев под воздействием колебаний и т.п. [c.6]