Турбулентность волнами

Уравнение (IV,9) применимо лишь при условии не турбулентного течения и полного отсутствия волн на поверхности. Поток [c.80]

Результаты наблюдений Льюиса [64] за появлением спонтанной турбулентности, проведенные капельным методом, представлены в табл. 1-11. Шервуд [931 делал визуальные наблюдения над почти 40 разными системами из несмешивающихся жидкостей. Опыты производились в трубках, в которые вводились водная и органическая фазы с растворенными тремя веществами, реагирующими между собой. Почти для всех систем наблюдалось три основных явления I) волны и колебания пограничной поверхности 2) прозрачные струи и мелкие капли, покидающие поверхность контакта 3) непрозрачные струи спонтанно образующейся эмульсии. В некоторых случаях капельки жидкости отделяются от поверхности контакта и двигаются вниз в водной фазе, а затем возвращаются, всплывая вверх. Эти явления констатировал Шервуд в системах, в которых растворение происходит чисто физическим путем, однако они происходят чаще в случае экзотермических реакций. Активность зависит от концентрации и чаще всего появляется при переходе из органической фазы в водную, реже при противоположном направлении, что согласуется с наблюдениями других авторов. На рис. 1-31 дана картина слоев у поверхности контакта для изобу- [c.60]

В точке А волнообразование отсутствует и существует лишь поверхностное трение между точками А и В режим ламинарен, причем волнообразование относительно велико между точками В я С — переходная область отточки С течение изменяется, приобретая турбулентный характер. Точка В соответствует 900—1000, а точка С— л 1300—1500. Начиная от точки В, характеризующей окончание ламинарного режима, возникает турбулентный режим течения. Большие волны жидкости, существовавшие в ламинарной области, начинают разрушаться. Образующиеся меньшие волны снижают перепад давления, пока в точке С не будет достигнута полностью развитая турбулентность. [c.256]

Уравнения (12) и (14) отличаются от соответствующих известных выражений тем, что число Не входит в них в явном виде. Это значит, что сразу можно установить, имеются ли в пленке волны или турбулентность и справедливы ли поэтому указанные соотношения. В действительности волны начинают влиять на коэф( )ициент прн числах Ке= 30 18—10], что является таким образом верхним пределом применения указанных зависимостей. [c.341]

В соответствии с моделью турбулентности Прандтля (см. стр. 21) коэффициент турбулентного обмена е и х1. Кольцевое перемешивание является результатом возникновения косых волн на поверхности пленки. Поэтому приближенно можно принять, что величина и пропорциональна фазовой скорости волн, или, согласно [15], г- С учетом этого второе слагаемое левой части уравнения (УП.25) можно преобразовать к виду [c.138]

Г — линейная плотность орошения,/сг/(л с к). Экспериментально установлено, что при Ке<25 движение имеет ламинарный характер. В пределах 25<Яе<1000 поток в основном ламинарный, но на поверхности уже появляются характерные волны . Значения 1000<Ке<1500 соответствуют переходной области, а при Не>1500 движение имеет турбулентный характер. [c.52]

Для большинства изученных турбулентных потоков росту значений критерия Ке сопутствует и рост пульсационных скоростей. Существуют, однако, разновидности газовых и жидких потоков, в которых интенсивные пульсации скоростей возникают и при малых значениях Ке. К таким потокам относятся движение взрывных волн и волн пламени, а также повседневно встречающееся в практике химических лабораторий титрование с применением цветных индикаторов. Непосредственное наблюдение за процессом титрования показывает, что ввод реагента в титруемую среду, как бы медленно (по каплям) он ни происходил, вызывает почти мгновенное распространение реагента во всей массе раствора, что ведет к быстрому изменению цвета во всем объеме сосуда. Следовательно, помимо осевых перемещений жидких частиц во втекающей струйке реагента (с формально ламинарным [c.41]

Особенностью электромагнитной объемной силы является то, что в отличие от других объемных спл (силы тяжести, инерционных сил) ею можно управлять, воздействуя на вызывающие ее. электрическое и магнитное поля. Изменяя величину электромагнитной силы, можно влиять на интенсивность п форму ударных волн, увеличивать критическое значенпе числа Рейнольдса при переходе ламинарного режима течения в турбулентный, замедлять или ускорять ноток электропроводной жидкости (или газа), вызвать деформацию профиля скорости и отрыв пограничного слоя. [c.178]

Процесс эмульгирования связан с явлениями гидродинамической нестабильности. Одно из них — переход от ламинарного режима течения к турбулентному, или вихревому,— происходит при числах Рейнольдса, превышающих 2320 (см. с. 121). Турбулентный режим течения сопровождается образованием вихрей, вызывающих отрыв мелких капель. Другой вид гидродинамической нестабильности наблюдается при относительном перемещении жидкостей. Движение объемов двух контактирующих жидкостей способствует возникновению волн на границе фаз, а при больших скоростях приводит к вытягиванию нитей жидкости и отрыву капель. [c.178]

В дизельных двигателях имеет место кавитационное разрушение гильз цилиндров. Причиной этого разрушения является источник вибрации и ударных волн, распространение последних в жидкости, появление, рост и разрушение полостей. (Особенно опасны полости с большим начальным радиусом). Если принять во внимание влияние насоса как источника зарождающихся кавитационных центров в данном турбулентном режиме, то можно определить профилактические мероприятия по степени их значимости [c.27]

Первые теоретические исследования процесса распыливания базировались на предположении, что основная и единственная причина распада струи заключается в наличии неустойчивых колебаний [87]. Поверхность струи вследствие неровностей цилиндрических стенок сопла, дрожания форсунки, турбулентных пульсаций, движения воздуха, окружающего струю, и т. п. подвергается начальным возмущениям. В результате струя начинает пульсировать и при определенных длине волны и периоде колебания она теряет устойчивость и распадается на капли. [c.92]

Д.-одна из осн. форм взрывного превращения. Она может распространяться в газах, твердых и жидких в-вах, в смесях твердых и жидких в-в друг с другом и с газами, в последнем случае газ и конденсир. в-во м. б. предварительно смещаны друг с другом (пены, аэрозоли, туманы). Возможна и т. наз. гетерог. Д., прн к-рой слой жидкости или порошка, способных реагировать с газом, находится иа стенках заполненной этим газом трубы. Ударная волна срывает капли жидкости шш частицы порошка со стенок, смешивает их с газом, образовавшаяся взвесь сгорает за фронтом волны в турбулентном режиме, а выделяющаяся при этом энергия поддерживает распространение процесса. Так, в шахтах ударная волна, возникшая при вспышке газа (метана), сметает кам.-уг. пыль со стен и кровли выработки и образует на своем пути воздушно-пылеугольную смесь, по к-рой может пойти фронт горения, поддерживающий ударную волну,-возникает Д. Смеси горючего с окислителем могут детонировать только при таких концентрациях компонентов, к-рые обеспечивают вьщеление достаточно большого кол-ва энергии. Наим, содержание горючего, при к-ром возможна Д., наз. ниж. пределом ее распространения, наибольшее-верхним. Пределы распространения Д. обычно уже, чем в случае горения. [c.27]

В акустическом поле факторы ГА-воздействия через возбуждение акустической турбулентности и кумулятивных струй обеспечивают тонкое диспергирование воздуха в пульпе посредством ударных волн и кумулятивных струй гидрофоби-зируют поверхность твердой фазы и разрыхляют пограничный слой (ускоряют стадию созревания пульпы) посредством сил Бьеркенеса обеспечивают закрепление пузырьков на поверхности частиц флотируемой фазы и, наконец, за счет радиационного давления ускоряют процесс выхода флотопары в пенный слой. [c.170]

Таким образом, существование концентрационных пределов распространения пламени должно быть следствием уменьшения скорости химической реакции горения вблизи предельного состава смеси. По Я. Б. Зельдовичу, скорость детонации (Л) при составе смеси, близком к предельному, связана со временем реакции (т) и потерями (а) при распространении детонационной волны вследствие гидравлического сопротивления трубы, турбулентного теплообмена и пр. следующим соотношением [c.142]

Механизм явления в настоящее время известен. Он заключается в том, что относительно слабый взрыв метана может вызвать турбулентность воздушных потоков, достаточную для того, чтобы образовать облако угольной пыли в штольне. Воспламенение пыли, в свою очередь, генерирует ударную волну, поднимающую еще большее количество угольной пыли, что в конце концов приводит к разрушительном взрыву. В работе [Galloway,1898] определено, что большинство из 645 аналогичных случаев аварий на угольных шахтах, происшедших только в [c.260]

ДЕФЛАГРАЦИЯ (deflagration) - режим сгорания парового облака (а также других взр1лвчатых веществ и смесей). В соответствии с классическим определени< М распространение пламени в этом режиме происходит посредством процессов диффузии и теплопроводности, а скорость горения меньше скорости звука. Расширение продуктов горения при дефлаграции может приводить к возникновению движения среды, волны сжатия и, в ряде случаев, ударной волны. При этом, хотя скорость распространения горения по частицам определяется процессами теплопроводности и диффузии (вообще говоря, турбулентными), видимая скорость распространения горения может приближаться к скорости звука и даже превосходить ее. В современной литературе под дефлаграцией понимается весь спектр процессов горения - от распространения ламинарного пламени, до высокоскоростных процессов с ударными волнами, в которых отсутствует жесткая связь между ударным фронтом и фронтом химического превращения, которая имеет место при детонации. Основным поражающим фактором при высокоскоростной дефлаграции является ударная волна. -См. разд. 12.3.4.5. [c.594]

А. Введение. В 2.6.1 описаны различные термические сопротивления со стороны коидеиеации. Там показано, что ири конденсации чистого пара основное термическое сопротивление связано с пленкой конденсата, образуюш,ей-ся на охлаждаемой поверхности. Вообще, чем тоньше пленка, тем выше коэффициент теплоотдачи при прочих равных условиях. При одинаковой толщине медленно движущаяся ламинарная пленка обладает большим сопротивлением, чем быстро движущаяся турбулентная пленка. Важным фактором в получении быстро движущихся пленок является сдвигающее усилие пара. Другие факторы, которые могут изменить коэффициент теплоотдачи,— это волны, разбрызгивание и переохлаждение конденсата. [c.340]

Ниже рассматривается качественно конденсация на вертикальной поверхности, которой в теплообменниках служит обычно вертикально расположенная труба. На рис. 1 показаны основные особенности конденсации на такой поверхиости при неподвижном паре, т. е. при незначительном сдвигающем усилии. Расход конденсата, текущего вниз, равен нулю в верхней части поверхности и с удалением от нее увеличивается по мере того, как накапливается конденсат. В верхней части поверхности существует область с очень малыми числами Re конденсата, где течение ламинарное и безволновое. В некоторой расположенной ниже по поверхности точке число Re достигает такого значения, при котором на границе раздела пар — жидкость образуются неустойчивости, приводящие к появлению волн на пленке. Еще ниже по поверхности число Re возрастает до значения, когда возникает турбулентность. В области ламинарного течения коэффициент теплоотдачи уменьшается с увеличением толщины конденсатной пленки, хотя в области волнового движения скорость уменьшения снижается вследствие перемешивающего эффекта волн. Тур- [c.340]

Возрастающая турбулизация зоны горения в трубе приводит к тому, что конус сильно вытянутого пламени перестает быть гладким. Он заменяется размытой турбулентной зоной, в которой малые объемы исходной горючей среды и продуктов сгорания хаотически перемешаны между собой. При такой возрастающей турбулизации зоны горения возникает все усиливающаяся ударная волна перед фронтом пламени. Воспламенение Б ней при достижении критического режима и переход к детонации происходят скачкообразно. Б силу изложенного детонация в реальных технологических объектах обычно возникает при сгоратии в длинных трубах. [c.37]

Масообмен в пленке при волновом и турбулентном режимах течения. С возникновением волн на поверхности пленки интенсифицируется процесс переноса вещества внутри пленки. Это связано с появлением конвективного поперечного переноса, с уменьшением толщины пленки и с некоторым (правда небольшим) увеличением поверхности контакта фаз. Теоретическое упрощенное решение [92] выполненное по аналогии с решением Капицы для теплообмена, дает увеличение на 15%. Фактически же, как показывают экспериментальные работы ряда авторов, с появлением трехмерных волн наблюдается более существенное повышение коэффициента массообмена. Наиболее обстоятельные экспе- [c.157]

Применение звуковых волн для удагления аэрозоля из газов зависит от ряда факторов [108, 598] частоты и интенсивности звука, концентрации и турбулентности аэрозоля и времени пребывания. С помощью уравнений (XI.13) и (XI.14) показано, как колебания частицы зависят от частоты звука. Облако дыма или тумана содержит смесь частиц различных размеров, поэтому на практике можно применять ряд частот, больших чем несколько кГц. В промышленных установках используют звуковые генераторы, работающие при частотах порядка 1—4 кГц [198], поскольку при более высоких частотах труднее получить необходимую интенсивность звука. Звуковые агломерационные системы требуют очень боль-ш ой акустической мощности или интенсивности звука. Пороговое значение для заметной флокуляции составляет 10—10,8 Вт/м , тогда как для промышленных установок необходимы значения свыше [c.526]

Для ламинарно-волнового течения, в свою очередь, различают два режима. При сравнительно малых расходах жидкости, когда значение Керл превышает 12, но не выше 100— 200, под действием силы тяжести преимущественно образуются сравнительно длинные гравитационные волны. Длина их уменьшается с возрастанием скорости стекания пленки. Вслед за этим первым ламинарно-волновым режимом (при больших значениях Ке л) наступает второй ламинарно-волновой режим. Для него характерно появление на поверхности пленки коротких капиллярных волн, или ряби , возникающей под действием сил поверхностного натяжения (капиллярных сил). С дальнейшим увеличением расхода жидкости и Кепл > —1600 (критическое значение Кепл. по данным различных исследователей, составляет от 1000 до 2500) волнообразование на поверхности приобретает все более хаотический характер, причем по толщине пленки все сильнее развивается поперечное перемешивание, типичное для турбулентного режима. Переход от второго ламинарно-волнового режима к турбулентному режиму течения тонких пленок менее резок, чем при движении жидкости в трубах. Что касается чисто ламинарного (безволнового) течения пленок, то оно может быть достигнуто при значениях Reпл, характерных для ламинарно-волнового режима, лишь путем добавления к жидкости поверхностно-активных веществ. [c.115]

Распространение реакции в турбулентном потоке происходит так же, как и в ламинарном, в виде осредненной по времени волны повышения температуры, концентрации гтродуктов и т. д., которая движется нормально к поверхности, разделяющей свежую смесь и продукты реакции. Из общих соображений очевидно, что осреднен-ные кривые температуры и концентрации для турбулентного пламени имеют тот же характер, что и для ламинарного, хотя в деталях они могут различаться (например, положением точки перегиба, относительной длиной зоны догорания и т. д.). [c.134]

Таким образом, с помощью метода малых возмущений можно получить значение критического числа Рейнольдса. Начиная с того места на пластине, где число Рейнольдса достигает своего критического значения, начинают нарастать возмущения с определенной длиной волны. Далее вниз по потоку становятся неустойчивыми возмущения и с другими длинами волн. Наконец, на некотором расстоянии от начала потери устойчивости ламинарное течение переходит в турбулентное. Критическое число Рейнольдса, онределенное экспериментальным путем из наблюдения перехода ламинарного режима течения в турбулентный, соответствует тому месту пластины, где турбулентность потока приводит к перестройке всего течепия. Поэтому найденные пз экспериментов критические числа Рейнольдса обычно превышают по величине их теоретические значения. [c.312]

Таким образом, сверхзвуковой поток, прежде чем попасть в межлопаточный канал, проходит через бесконечную систему ударных волн с постепенно увеличивающейся интенсивностью в области между соседними ударными волнами поток разгоняется до все больших скоростей (по мере приближения его к фронту решетки). Перед участком ударной волны, расположенным у входа в межлопаточный канал, газ движется поступательно с числом Маха, равным Мтах- На этом участке происходит наиболее интенсивное торможение потока, в результате которого на выходе из межлопаточного канала устанавливается дозвуковое течение. При этом величина потерь полного давления в различных элементарных струйках, прошедших через систему ударных волн, будет различна, так как интенсивность волн падает слева направо. Следовательно, при рассматриваемом обтекании решетки идеальным певязким потоком газа в достаточно удаленном от входа сечении межлопаточного канала, где статическое давление, а значит, и направление скорости уже постоянны по его ширине, величина скорости останется переменной. С целью упрощения задачи будем предполагать, что в результате турбулентного обмена между струйками поток внутри меж-лопаточных каналов полностью выравнивается и в соответствии с этим за решеткой устанавливается равномерный по шагу поток с постоянными статическим и полным давлениями, причем направление этого потока совпадает с направлением пластин (угол отставания б равен нулю). Важно отметить, что сделанное здесь предположение о выравнивании потока в межлопаточ-ных каналах существенно отличается от сделанного в предыдущем параграфе предположения о выравнивании потока в сечении далеко за решеткой. В этом последнем случае мы только несколько завышаем потери по сравнению с теми потерями, которые имеются в невязком потоке газа, оставляя при зтом неизменным течение в самой решетке, а следовательно, неизменным и силовое воздействие потока на нее. Иное дело при выравнивании потока в лопаточных каналах, при котором вследствие изменения течепия в самой решетке происходит не только увеличение потерь, но и изменение величины равнодействующей по сравнению с ее значением в идеальном — невязком потоке газа ). Конечно, можно предположить, что выравнивание пото- [c.90]

Тэйлби и Портальский [14] исследовали образование волн при течении различных жидкостей (воды, водных растворов глицерина, метанола, изопропанола) по вертикальным пластинам при этом значение Reж изменялось от 4 до 4000. При Яе Же волны появлялись на некотором расстоянии к (равном нескольким сантиметрам) от верхней кромки пластины и покрывали всю нижележащую поверхность пластины. С увеличением Не, величина /г возрастала, достигая при турбулентном режиме постоянного значения (около 30 см). Увеличение вязкости жидкости также приводит к возрастанию к. При движении воздуха противотоком или прямотоком к текущей пленке величина к уменьшалась тем сильнее, чем выше скорость воздуха. [c.344]

Однако уравнение (22) может быть удовлетворено и в том случае, если некоторые из функций IVj таковы, что IVJ Ф 0. Уравнение (22) устанавливает, что изменение энтальпии равно нулю, если реакция идет с малой скоростью при постоянном давлении и плотности .) Далее, рассмотрение структуры волны показывает, что фактически для всех детонационных волн с химическими реакциями (т, е. для волн ЗНД, а также волн, соответствующих кривым с и й на рис. 4) характерно наличие точки пересечения с равновесной кривой Гюгонио, которая на рис. 8 совпадает с точкой О или располагается над ней, так что состояние, соответствующее этой точке, достигается раньше, чем замороженное конечное состояние Чепмена — Жуге (точка С). Поэтому чрезвычайно трудно корректно описать структуру замороженной волны Чепмена — Жуге (например, нужно было бы ввести эндотермические реакции вблизи горячей границы ). Дополнительные трудности возникли в связи с экспериментами Щ, в которых наблюдались скорости детонационных волн, соответствующие линии Рэлея, имеющей наклон даже более крутой, чем наклон линии в замороженной точке Чепмена — Жуге (линия АСО на рис. 8). Это означает, что заморожены не только реакции, но также и некоторые внутренние степени свободы молекул [19, 27] (или, возможно, означает, что всегда присутствует турбулентность, которая увеличивает скорость детона- [c.220]

Усовершенствованные экспериментальные методы позволили подробно исследовать переход горения в детонацию Установлено, что этот процесс включает ускорение волны горения, вызванное расширением горячих газов за волной, образование волн Маха перед пламенем, слияние волн Маха с последующим образованием ударных волн, развитие турбулентности впереди волны горения и внутри нее, обусловленное увеличением скоростей потока, и сложное взаимодействие многочисленных волн в образовавшемся турбулентном потоке, приводящее в конце концов к возникновению детонации Чепмена — Жуге. [c.222]

Нестационарные сферические пламена [ 5-48] Рас пространение пламени в почти изотропном турбулентном потоке исследовалось в условиях, когда горючая смесь пропускалась через решетку, за которой смесь поджигалась через некоторые промежутки времени при помощи искры. Наблюдался рост сферической волны горения, которая сносилась потоком. Скорость увеличения радиуса волны, которая измерялась по фотографиям и при [c.232]

Стохастическое дифференциальное уравнение — это дифференциальное уравнение, коэффициенты которого являются случайными числами или случайными функциями независимых переменных. Так же как и у обычных дифференциальных уравнений, коэффициенты считаются заданными, т. е. их стохастические свойства определены. аранее и не. зависят от решения, которое нужно найти. Следовательно, стохастические дифференциальные уравнения описывают системы с флуктуациями, вызванными внешним воздействием. Примеры броуновская частица и описывающее ее уравнение Ланжевена любая небольшая система, взаимодействующая с большим резервуаром (при условии, что малая система существенно не влияет на резервуар) электромагнитные волны в турбулентной атмосфере рост популяции в флуктуирующем климате. В противоположность этому почти во всех примерах из предыдущих глав источник шума был внутренним, т. е. присущим самой природе системы. [c.344]

Уже при рассмотрении кинетического горения в ламинарном потоке мы убедились, что форсировка горения связана с увет1ичением поверхности фронта воспламенения, что и является средством одновременного введения в процесс большего количества горючей смеси. Однако в ламинарном потоке это достигалось, например, на бунзеновской горелке за счет удлинения конуса горения. При турбулизации потока возникающая пульсационная скорость начинает волновать поверхность фронта, если имеет место мелкомасштабная турбулентность, т. е. если масштаб турбулентности [c.93]

По-видимому, в опытах зарубежных авторов пульсации искусственно имитировались гармоническими колебаниями перепада давления во внешнем потоке. В действительности же пульсацион-ные составляющие давления, плотности и скорости изменяются во времени по более сложному закону, поэтому они характеризуются целым, возможно бесконечным спектром частот (длин волн). Сообразно этому, разложение энергии турбулентного движения по частотам будет содержать не один член, а большое (бесконечное) их число, убывающее с увеличением частоты. Поэтому возможно, что критическую для данного сечения пограничного слоя частоту несет как раз тот член в разложении энергии, вели- [c.110]

D -коэф. мол. диффузии распределяемого компоиеита А (м /с),/в-частота крупных волн (л/с). Для турбулентного течения пленки справедлива теоретич. ф-ла Р Э/О = = 0,097К / Re S , , где Кр = ц з/Рь безразмерный параметр, ст-поверхностное натяжение (Дж/м ), S j, = = vJD - число Шмидта для жидкости. [c.575]

Дробление струи жидкости на отдельные капли происходит при действии различных колебаний, аэродинамических ударов, кавитаций и других сложных явлений. Поверхность струи подвергается начальным возмущениям, обусловленным неровностями стенок соила,. дрожанием форсунки, турбулентными пульсациями, движением воздуха, окружающего струю, и т. п. Струя, начавшая пульсировать, при определенных условиях теряет устойчивость и распадается на капли. Условия, ири которых происходит расийд струй, рассмотрены в работах А. С. Лышевского, И. Ф, Дитя-кина, В. А. Бородина и др. Установлено, что повышение давления жидкости или скорости окружающего воздуха приводит к резкому сокращению длины струи нераспав-шейся жидкости, вышедшей из сопла. Распад струи жидкости наступает при колебаниях с длиной волны, превышающей длину окружности, невозмущенной струи. Однако получить расчетные уравнения для определения размеров капель на основании рассмотрения колебательных [c.36]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология