Влияние градиента давления трение

Для ламинарного пограничного слоя как несжимаемой жидкости, так и сжимаемого газа при переменном давлении во внешнем потоке существуют различные методы расчета. Наиболее точные методы основываются на численном интегрировании дифференциальных уравнений и требуют применения вычислительных машин. Для турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости разработаны приближенные, полуэмпирические методы расчета. В случае небольшого градиента давления во внешнем потоке расчет турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости может быть произведен при условии, что влияние градиента давления учитывается лишь в интегральном соотношении количества движения (59). При этом считается, что профили скорости и температуры, а также зависимость напряжения трения от характерной толщины пограничного слоя имеют такой же вид, как и в случае обтекания плоской пластины. [c.338]

Результаты вычислений профиля скорости / (л), поверхностного трения /"(1) и градиента давления К в плоском канале при стабилизированном течении представлены на рис. 4.1 и 4.2 по данным [1, 9]. Качественно влияние отсоса (вдува) коррелируется с тем, что было установлено для автомодельных пограничных слоев на пластине [6] отсос (Rev>0) делает профиль скорости более заполненным, а градиенты скорости на стенке большими при вдуве (Rev<0) картина обратная — профиль осевой скорости вытягивается, но градиенты скорости на стенке меняются незначительно. [c.128]

Влияние дисперсной фазы на трение газа о стенки трубы. Общий градиент давления при установившемся пневмотранспорте твердых частиц в вертикальной трубе можно представить в виде [c.31]

Градиент давления смеси в вертикальных секциях / и /// с подъемным течением получен из уравнения (2) с использованием градиента давления для воды из уравнепия (4) и плотности смеси из уравнения (1).Эти уравнения учитывают влияние трения и веса обеих фаз. Так как установившаяся скорость относительно мала, соотношения и С Сг выполняются с хорошим приближением. Плотность смеси можно просто рассчитать [c.213]

Рассмотрим теперь случай, когда переходная характеристика вызвана скачком градиента давления при турбулентном течении рабочей среды. Для определения переходной характеристики снова воспользуемся уравнением (10.17). Строго говоря, коэффициенты количества движения р и гидравлического сопротивления трения X в этом уравнении следует считать нестационарными, т. е. принимать р = р и Л. = А,н- Однако численные значения нестационарных коэффициентов р и при расчете переходных процессов в турбулентном потоке не могут быть определены ввиду отсутствия необходимых зависимостей. В то же время исследования приближенной модели турбулентного потока при гармонических колебаниях позволяют предположить, что влияние нестационарности коэффициентов количества движения и гидравлического сопротивления трения будет в этом случае слабее, чем при ламинарном движении среды. Ранее было показано, что даже при ламинарном потоке расчет по уравнению (10.17) с использованием квазистационарных коэффициентов дает близкие к точному решению результаты. Сравнение переходных процессов, рассчитанных при квазистационарных значениях коэффициента количества движения Рко и сопротивления трения с экспериментальными подтверждает возможность такого предположения [28]. В связи с чем примем [c.263]

Для решения системы уравнений, позволяющих рассчитать а для различных режимов течения пленки конденсата и влияния переменных по величине сил трения на границе раздела фаз т , необходимо знать изменение градиента давления по длине канала. Имеется определенное количество методик и зависимостей для расчета величин Д/)тр, однако они дают хорошее согласование лишь с отдельными опытными данными и не могли быть перенесены непосредственно на случай конденсации в плоском щелевом канале. Для иллюстрации высказанного предположения на рис. 5 приведены расчетные зависимости, выполненные по некоторым из них. Как видно из рис. 5, ни одна из них не может быть использована для исследуемого случая с уверенностью. [c.206]

Существенное влияние на величину потерь в решетке оказывает также и относительный шаг. При уменьшении шага решетки уменьшаются пик разрежения и градиент давления на верхней (выпуклой) стороне профиля (фиг. 26). С этой точки зрения уменьшение т рационально, так как приводит к предотвращению отрыва потока от профиля. Однако при уменьшении шага увеличивается число профилей, приходящееся на единицу длины образующей решетки, и вследствие этого увеличиваются потери на трение. С другой стороны, при уменьшении х уменьшается также подъемная сила профилей. Действительно, согласно теореме Жуковского [c.74]

Таким образом, для достижения максимального к. п. д. центробежного компрессора в первую очередь должен учитываться градиент давления на вогнутой стороне лопатки и его зависимость от формы поперечного сечения и изгиба лопаток. В теоретических выводах можно принимать движение газа без трения, а влияние тре-510 [c.510]

С.С. Кутателадзе и А.И. Леонтьев разработали приближенный метод решения сложных задач теории пограничного слоя. Преимущество этого метода состоит в том, что с его помощью можно относительно просто проанализировать влияние на теплоотдачу и трение таких факторов, как граничные условия на стенке, высокая неизотермичность пограничного слоя, сжимаемость газа (число Маха), градиент давления, химические реакции в потоке газа, вдувание или отсос газа через пористую стенку и др. Рассмотрим основные положения метода Кутателадзе—Леонтьева. Подробно он излагается в [19, 46]. [c.209]

В следуюш,ей главе мы рассмотрим влияние массообмена, градиента давления, геометрии тела и химических реакций, отличных от реакции диссоциации, на поверхностное трение и теплопередачу в сжимаемом турбулентном пограничном слое. [c.275]

В п. 8.2 и 8.3 рассматривается только влияние переноса массы на поверхностное трение и теплопередачу химически не реагирующего сжимаемого газа в турбулентном пограничном слое. Затем мы усложняем теорию, принимая во внимание наряду с эффектами переноса массы эффекты химических реакций. В число химических реакций, рассматриваемых в теории, включаются как реакции, происходящие только между компонентами внешнего потока, так и между ними и компонентами, входящими в пограничный слой в результате передачи массы на поверхности тела, вне зависимости от механизма передачи массы. Полученные результаты будут соответствовать течению на плоской пластине при отсутствии градиента давления. [c.276]

В плане возможных приложений к течению на криволинейной стенке отметим также более раннюю работу [261, где на основе измерений средних и пульсационных составляющих скорости, а также поверхностного трения изучалось влияние благоприятного градиента давления на состояние пограничного сюя на плоской пластине. Разрушение логарифмической области наступает при значении параметра градиента давления у/ ри1)йР/йх -0.02. Это связано с [c.167]

Если в сильно вращающуюся жидкость внести возмущение и не поддерживать силу, которая его создает, то жидкость начнет приспосабливаться к геострофическому равновесию, при котором градиенты давления сбалансированы с ускорениями Кориолиса и стационарный поток направлен вдоль изобар. Однако если течение достигает дна, то на дне возникает напряжение трения, формируется (см. разд. 9.2) экмановский слой, и течение теряет энергию. Таким образом, если геострофическое равновесие не поддерживать за счет внешних вынуждающих сил, то постоянно существовать оно не будет. Под влиянием донного трения жидкость будет монотонно стремиться к состоянию покоя. Этот процесс наиболее удобно рассмотреть в случае ламинарного мелкого потока однородной жидкости, движение которого описывается уравнением (9.9.21). При отсутствии других видов вынуждающих сил правая часть будет определяться донным трением, а вынуждающее отклонение в (9.9.22) будет равно экмановскому смещению т]е. Предполагается, что временной масштаб действия донного трения велик по сравнению с [c.51]

В третьей главе рассматриваются вопросы турбулентных течений, которые недостаточно полно освещены в литературе. Практический интерес представляют опыты, в которых исследовалось влияние продольного градиента давления и сжимаемости потока на значение допустимого числа Рейнольдса шероховатости обтекаемой поверхности. Определена допустимая высота элементов шероховатости, при которой интегральные характеристики турбулентного пограничного слоя (поверхностное трение и теплоотдача) остаются еще неизменными. [c.8]

При положительном градиенте давления значение Фт больше единицы, а при отрицательном — меньше единицы. Повышенный уровень пульсаций трения на обтекаемой стенке при А > О свидетельствует о том, что в этих условиях процессы обновления подслоя протекают более интенсивно (и с большей частотой), чем при А < 0. Подобным образом изменяются в зависимости от градиента давления и значения Фд и Фв, однако влияние продольного градиента давления на значение Фе проявляется более слабо, чем на значения Фд и Фг . [c.120]

Рис. 2.16. Влияние параметра продольного градиента давления Д = и/ри ) йр/(1х) на относительные значения периода обновления подслоя Фт, пульсаций поверхностного трения Фт и коэффициентов асимметрии Фв и

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]

Отметим, что газовый фактор существенно влияет на гидравлические потери. Особенно сильно это влияние проявляется при малых диаметрах трубы. С увеличением диаметра влияние газового фактора ослабевает. С ростом газового фактора связан рост расходного и, следовательно, истинного газосодержания в потоке. При этом увеличивается скорость движения жидкости, а поскольку гидравлические потери обусловлены, в основном, фактором вязкого трения в жидком компоненте смеси, то увеличивается и падение напора (см. пример 5.8). Среднее давление на втором расчетном участке бьшо меньше, чем на первом. Следовательно, больше бьш объемный расход газа и больше средний градиент давления. С увеличением объемного расхода жидкости характер влияния газового фактора на потерю напора остается неизменным. В табл. 5.5 приведены данные, аналогичные данным табл. 5.4, но при расходе жидкости 0,00275 м /с. Из приведенных таблиц видно, что диаметр трубопровода оказывает очень существенное влияние на падение давления в линии. Большое значение имеет также уровень расхода жидкой фазы. Этот вывод можно сделать на основе следующих соотношений, где представлено падение давления в линии длиной 1000 м, диаметром 0,064 м с выходом в атмосферу. Газовый фактор (по нерастворенному газу) составляет 145 м /м . [c.166]

В основе расчета наряду с указанным подобием полей скоростей положены следуюШ Ие предпосылки. Пограничный слой на стенках, ограничивающих течение в поперечном направлении, не оказывает влияния на распределение скоростей в струях трение жидкости на границах между соседними полосами течения отсутствует, поскольку здесь поперечный градиент продольной скорости обращается в нуль давление в поперечном направлении к потоку постоянно после слияния струй до сечения Хщ в плоскости ху при 2 = 0 расход жидкости постоянен. [c.119]

В действительности бесконечно большие градиенты в природе не наблюдаются, поскольку под влиянием изменений по оси (см. ниже), трения, перемешивания и реализации скрытого тепла структура фронта испытывает различные изменения. На малых масштабах она может стать весьма сложной (см., например, [56]). Решению, показанному на рис. 13.9, отвечает максимальная скорость, равная 0.90= Л N H, что составляет примерно 100 м/с, Сандерс [698] установил, что изменения геострофической скорости Vg поперек фронта имеют ту же величину, хотя измеренная на высоте 300 м скорость изменялась только на 20 м/с. На высоте 1200 м изменения измеренных и геострофических скоростей были около 35 м/с. Очевидный недостаток теории состоит в том, что она не учитывает приповерхностный пограничный слой. За счет большого сдвига (см. разд. 9.5) в область низкого давления у земли направляется мощный экмановский поток (по данным Сандерса конвергенция скорости на высоте 300 м была равна 5/). Он приводит к росту градиента температуры и увеличивает скорости восходящих потоков в области фронта. Описание зарегистрированных [c.335]

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]

Если течение среды происходит без трения о стенки канала, с преобладающим влиянием силы тяжести, которая уравнове-щивается градиентом давления и силами взаимодействия между компонентами, то уравнение движения для одномерного случая сводится к следующему [c.65]

Эксперименты показали, что изменение частоты вращения червяков не влияет на характер профиля скоростей. Рост давления в головке до определенного предела существенно не сказывается на течении материала. Только при диаметре капнлляра (1 = 2 мм его влияние становится заметным. Об этом можно судить но уменьшению прямого потока, так как площадь, характеризующая этот поток на эпюре скоростей, уменьшается. Следовательно, на течение материала в отдельной С-образной секции кроме выжимающего действия витка и вязкого течения определенное влияние оказывает и давление в головке. Возникающий при этом отрицательный градиент давления создает поток, направленный в сторону загрузочного отверстия, что приводит к ослаблению прямого потока. Наиболее ярко это иллюстрируется экстремальным случаем нулевого расхода, когда давление в головке максимально. Обратный поток под действием отрицательного градиента давления становится только не-лшогим меньше, че.м прямой поток, и течение материала в секции определяется в основном вязким трением. Однако такая картина наблюдается только при очень малых выходных отверстиях или в случае нулевого расхода. [c.171]

Расчет градиента давления в кольцевом вертикальном потоке приближенно выполнили Андерсон и Мантжуранис [301 путем вычисления коэффициента трения газовой фазы, считая, что только она одна течет в контакте с шероховатой поверхностью жидкости. Те же авторы считают, что рябь на поверхности жидкой пленки имеет заметное влияние на значение коэффициента трения. Из-за трудностей в определении условий на поверхности пленки в зависимости от переменных основного потока влияние жидкой фазы условно учитывается параметром С = —Экспериментальные данные, полу- [c.214]

В процессе решения специальным образом подбирается критический расход, который зависит от числа Ке и при достижении которого вниз по потоку от особой точки реализуется в интегральном смысле сверхзвуковое течение, т. е. б<0 (см. п. 1.4.1). При расходе меньше критического течение будет всюду в интегральном смысле дозвуковым, т. е. б > 0. Расчеты показывают, что при уменьшении числа Ке особая точка движется вниз по потоку и может выходить за пределы сопла. В этом случае никакой расход не может обеспечить выполнение условия б > 0. При определенном зна-ченрш расхода в выходном сечении имеет место бесконечно большой градиент давления, и такое течение физически не реализуется. При больших расходах такая ситуация имеет место внутри сопла. При меньших расходах давление либо достигает минимума, а затем повышается, либо монотонно уменьшается до выходного сечения, если падение давления, обусловленное трением, достаточно велико, чтобы перекрыть влияние увеличения плош ади сечения сопла. При таких расходах внешнее давление может оказывать влияние на течение в сопле. [c.345]

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]

По аналогии, аномальное снижение вязкости приводит к относительному уменьшению энергетических потерь при повышении скорости деформирования смазочного материала в узле трения. Именно этим объясняются сопоставимые результаты измерения моментов трения в подшипниках качения и скольжения при работе на маслах и пластичных смазках. В связи с малыми зазорами (измеряемыми микрометрами) градиенты скорости сдвига в подшипниках качения весьма велики (до 10 —10 с ) даже при относительно небольших частотах вращения. В этих условиях вязкость смазок резко снижается, практически до уровня вязкости базового масла, что и определяет снижение потерь на трение. В то же время при небольших градиентах скорости сдвига (10—10 с ) вязкость смазки на 2— 5 порядков превышает вязкость базовых масел. Влияние аномалии вязкости на силу трения при тяжелонагруженном упругогидродинамическом контакте может быть связано и с повышением времени релаксации масла в условиях высоких давлений. Тогда время пребывания смазочного материала в зоне контакта может стать соизмеримым с временем релаксации [288]. [c.278]

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]

Из выражения (1.15) видно, чго влияние сил трения не может привести к возникновению пластических деформавдй. Физический смысл величины х в формуле (1.15) ясен из теории погранищого слоя [1], согласно которой градиент скорости и, следовательно, значение касательного напряжения максимальны на передней границе движущегося слоя и постепенно уменьшаются по мере удаления от переднего фронта. Подставляя в формулу (1.15) численные значения параметров, характерных, например, для 1СЮ-кратной пены с размером ячеек d — 1,5 мм, движущейся со скоростью 0,3 м/с, получим X А мм. Ввиду пренебрежимой малости этой величины можно утверждать, что трение нижнего слоя пень о поверхность не является причиной возникновения касательных напряжений, приводящих к пластическим деформациям. Этот вывод наглядно подтверждается также при наблюдениях за пенным слоем, распространяющимся по поверхности нагретой жидкости, когда гидростатическое давление пенного слоя уравновешивается давлением упругих паров. Как известно, в этом случае значительная площадь нижнеи поверхности пенного слоя вообще не касается поверхности, а находится во взвешенном состоянии, при этом трение пренебрежимо мало, однако распространение пены почтрейсне-му сопровождается пластическими деформациями. [c.24]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология