Химические реакции в пограничном слое ламинарном турбулентном

Для удобства читателя теория ламинарного пограничного слоя, представленная со многими ее разветвлениями, излагается на основе единой формы записи системы дифференциальных уравнений, полученной путем преобразования общепринятых уравнений пограничного слоя. Теория турбулентного пограничного слоя излагается также на основе единой системы уравнений пограничного слоя. Это позволяет избежать утомительных преобразований уравнений пограничного слоя. При этом не происходит потери общности, так как учет влияния химических реакций, массопереноса, плавления поверхности, взаимодействия ударной волны с пограничным слоем, формы тела и градиентов давления делается без применения преобразований к различным граничным условиям. [c.8]

Альтман и Вайс [Л. 1] рассматривали влияние реакций ассоциация—диссоциация в турбулентном пограничном слое на теплоотдачу Они учли тот факт, что число Льюиса в ламинарном подслое может быть не равно единице, и получили формулу, связывающую с температурами и составами в состояниях 5 и С . Авторы не утверждали явно, что основным фактором для теплоотдачи является (для числа Льюиса, равного единице) разность энтальпий и пришли к необходимости определения эффективной разности температур , учитывающей химические эффекты. Подобный подход использовался автором данной статьи в более ранней работе по горению жидких топлив Л. 46]. Альтман и Вайс рассматривали влияние гомогенных реакций только качественно. [c.184]

В частности, изучаются некоторые вопросы теории вязких течений реагирующих газовых смесей, выводятся общие уравнения теории пограничного слоя, причем рассматриваются как ламинарный, так и турбулентный случаи. Результаты, относящиеся к расчету теплопередачи для двумерных и трехмерных форм, получены с учетом диссоциации газа в пограничном слое, химических реакций, отличных от диссоциации, эффекта переноса массы, оплавления поверхности, взаимодействия между газом в пограничном слое и поверхностью. Главное усилие было направлено на то, чтобы дать основные идеи исследователям, стремящимся вырваться за пределы [c.11]

Напомним, что результаты гл. 7, в которой рассматривалось влияние диссоциации на сжимаемый турбулентный пограничный слой, указывают, что при условии, что стенка является каталитической для процесса рекомбинации, теплопередача к стенке остается сравнительно нечувствительной к тому, происходит ли рекомбинация внутри пограничного слоя (химическое равновесие в пограничном слое в этом отношении является экстремальным) или на поверхности (замороженный пограничный слой с равновесной диссоциацией на стенке— второй предельный случай для скоростей химических реакций газов). Аналогичный результат был получен для случая ламинарного пограничного слоя, рассмотренного в гл, 4. Эти результаты означают, что по крайней мере для одной химической реакции в газовой фазе, — процесса диссоциации, — теплопередача к стенке [c.295]

В теориях, относящихся ко второму этапу, используются уравнения Рейнольдса, которые замыкаются с помощью эмпирических соотношений или дополнительных дифференциальных уравнений (например, полной кинетической энергии турбулентности, напряжений Рейнольдса или эффективной турбулентной вязкости). Это привело к расширению класса решаемых инженерных задач, а следовательно, и к большей общности и универсальности полуэмпирических теорий. Появилась возможность рассчитывать поля скорости, температуры и концентрации примесей в турбулентном пограничном слое, а также начало и конец зоны перехода ламинарного течения в турбулентное. Однако точность результатов, получаемых с помощью этих теорий, не всегда удовлетворяет практическим требованиям, да и сами задачи значительно усложнились. Появилась необходимость в расчете турбулентного пограничного слоя с резко изменяющимся продольным градиентом давления, где существенную роль играет предыстория развития пограничного слоя скорости химических реакций в турбулентных течениях сложной атмосферной и океанической турбулентности и т.д. Необходим дальнейший прогресс в области развития расчетных методов турбулентного пограничного слоя, основанных на новых экспериментальных данных, более точно и полно описывающих течение в турбулентном пограничном слое. [c.78]

НОСТИ. В ЭТОМ случае ступень процесса, определяющая скорость реакции, опять будет зависеть от соотношения между скоростями диффузии и собственно химической реакции на поверхности. При турбулентном течении толш,ина пограничного слоя уменьшается и вместе с ней уменьшается время, необходимое для диффузии реагирующих веществ к поверхности. Подобные явления оказывают влияние на скорости реакции и в гомогенных газовых системах, в которых диффузионное смешение двух газовых потоков также зависит от того, является ли течение ламинарным или турбулентным. [c.134]

Для иллюстрации принципиальных особенностей теоретических исследований две задачи будут рассмотрены несколько более подробно. Сначала в 3 ) будет рассмотрена задача Эммонса — задача о горении плоской поверхности топлива, имеющего заданную температуру, в потоке окислителя. Метод Шваба — Зельдовича здесь оказывается весьма удобным, поскольку рассматривается течение предварительно неперемешанных горючего и окислителя. Затем в 4 будет рассмотрена задача Марбла — Адамсона [ ] — задача о воспламенении потока предварительно перемешанной горючей смеси в зоне смешения с текущим параллельно потоком нагретого негорючего газа. Помимо других результатов, в этой задаче из уравнений пограничного слоя с химическими реакциями будет получено уравнение для определения собственного значения скорости ламинарного пламени (пункт ж 4). Будет дан также очень краткий обзор других работ, в которых рассматривается вопрос о пограничном слое с химическими реакциями, например, о пограничном слое у критической точки, о пограничном слое с абляцией и более сложными поверхностными процессами, о турбулентном пограничном слое, о стабилизации пламени плохо обтекаемыми телами и т. д. (пункт е, 3 нункт и, 4 пункт к, 4). [c.383]

Исследования, которые упоминались выше, касаются исключительно ламинарных пограничных слоев. Хотя исследования по турбулентным пограничным слоям с массопереносом известны уже давно, работы, в которых изучаются химические реакции в неперемешанных горючих смесях в турбулентных пограничных слоях, появи- [c.406]

Таким образом, для вычисления макроскопической скорости реакции, идущей на неравнодоступной поверхности, недостаточно знать химическую кинетику процесса и средний коэффициент массопередачи. Единственно строгим методом расчета, как отмечалось в п. 1, является решение уравнения конвективной диффузии в пограничном слое с граничным условием, учитывающим скорость химических превращений. Решение этой задачи для полубесконечной пластины, обтекаемой ламинарным потоком жидкости [1], показывает, что эффективная толщина пограничного слоя зависит не только от физических свойств потока и скорости его движения, но и от скорости химической реакции на поверхности. Приближенное решение той же задачи для газового потока с ламинарным и турбулентным пограничным слоем получено в работах [5, 6]. Попытки строгого решения задачи для тел более сложной формы, а также учета разогрева реагирующей смеси и поверхности катализатора за счет тепла реакции наталкиваются на серьезные затруднения.-Поэтому до сих пор все расчеты и исследования диффузионной [c.123]

В статье Д. Б. Сполдинга изложены основные сведения о теплообмене при наличии химических реакций в газовой фазе и на поверхности тела. В целях простоты и наглядности анализ проведен для идеально-диссоциирующего газа (несколько видоизмененная модель Лайтхилла) при значении числа Льюиса, равном единице. Рассмотрены лишь простейшие случаи теплообмен в неподвижном газе, теплообмен при ламинарном пограничном слое вблизи передней критической точки и теплообмен при турбулентном течении Куэтта. [c.4]

Как указывалось, под турбулентным фронтом пламени следует понимать осредненное во времени местоположение зоны, в которой осуществляются химические реакции. Зона эта зани-А1ает всегда весьма малую долю области смешения газов. При ламинарном горении это объясняется свойством экзотермических реакций, согласно которому сгорание основной части горючего происходит при температуре, близкой к максимальной. В случае турбулентного факела интенсивный турбулентный обмен приводит к заметному расширению (сравнительно с ламинарным течением) как всего струйного пограничного слоя (области смеше-ыия), так и расположенной внутри него зоны горения. Соотношение между ними сохраняется при этом примерно тем же. [c.159]

Другая возможность управления переходом заключается в непосредственном влиянии на возмущения ламинарного течения, которые вызывают турбулизацию, модификацией граничных и начальных условий. Изменение свойств возмущений во внешней среде и их взаимодействия с обтекаемым телом, а следовательно, интенсивности и час-тотно-волнового состава волн неустойчивости в пограничном слое может быть достигнуто сглаживанием поверхности, уменьшением турбулентности внешнего течения и звука, а также колебаний тела, использованием механизмов защиты от пыли и подавлением волн неустойчивости путем их суперпозиции. Применение риблет для управления переходом в пограничном слое, согласно результатам последних исследований, также следует отнести к этой группе методов. Протяженность ламинарного участка течения может быть увеличена раздельным либо совместным применением различных способов управления, а также иными, реже употребляемыми методами. В числе последних — воздействие на переход испо.пьзованием явления кавитации и химических реакций. [c.260]

В настоящее время теплообмен при обтекании тела потоком с. химическими реакциями на.кодится в стадии изучения. Исследовались в основном равновесные течения диссоциирующего газа при химически не активной (не каталитической) поверхности стенки. Расчетно-теорети-ческие исследования показывают, что коэффициенты теплоотдачи с учетом переменности физических свойств могут отличаться от а при постоянных свойствах в случае ламинарного пограничного слоя на пластине на величину до 30%, турбулентного — до 50%. В обоих случаях а вычисляется по уравнению (15-10). Отмечаемая разница тем значительнее, чем больше отличаются от единицы отношения энтальпий Ы,/кс или плотностей ргУро- [c.357]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология