Вертикальное распределение скоростей течений

Не имеет смысла подробно рассматривать здесь структуру смоделированных течений, поскольку расчеты были ограничены некоторыми довольно малыми аспектными отношениями расчетной области. Но вертикальное распределение скорости, усредненной по горизонтали, — важная характеристика явления. Два примера таких распределений показаны на рис. 55 вместе с распределениями усредненной возмущенной [c.197]

Ранее задачу о конвекции в таких условиях рассматривал Гуди [304 Определяя вариационным методом критические числа Рэлея Кс, он обнаружил, что пробные функции, имитирующие течения в пограничной области, иногда дают меньшие Кс по сравнению с функциями, представляющими течение, охватывающее весь слой. Однако сам Гуди поставил под сомнение физическую реализуемость мелкомасштабных течений, поскольку использованный им аппарат пробных функций не позволил достаточно полно описать течения различных пространственных масштабов и условия их возникновения. В частности, не было возможности сколько-нибудь точно рассчитать профили вертикального распределения скорости этих течений. Дальнейшие работы в этом направлении были посвящены учету эффектов спектральной селективности испускания и поглощения радиации, при этом возможность мелкомасштабных течений не обсуждалась. [c.206]

Как говорилось в 8, первая схема позволяет решить до конца (до числа) задачи о распределении скоростей течения как по горизонтальным, так и по вертикальному направлению в большинстве случаев это не представляет особого труда, так как с формальной стороны эти задачи аналогичны давно решенным задачам о поле логарифмического потенциала. [c.108]

Вертикальная поверхность рассеивает равномерно 200 Вт/м и погружена в термически стратифицированную среду, в которой параметр стратификации 5 равен 4,0. Найти распределение окружающей температуры и максимальную скорость течения, если высота поверхности 0,5 м. [c.172]

Провести интегральным методом теоретический анализ свободноконвективного течения над наклонной пластиной и найти распределения скорости и температуры при О < 0 < 30° и ири 0 = 90°, где 0 — угол между поверхностью и вертикальным направлением. Рассмотреть только случай нагретой поверхности, обращенной вверх. [c.326]

На рис. 9.3.3 показано изменение вертикальной составляющей скорости около стенки при Рг = 11,6, q s, р) = (0 0,1) и различных значениях R. Напомним, что при R <С. О течение направлено вверх, а при R> 1/2 — вниз. Однако на рис. 9.3.3 все распределения скорости построены в одном направлении. Штриховой линией показано распределение, соответствующее приближению Буссинеска, в нашем случае q = I. Можно видеть, что при изменении i от О до 1/2 величина максимума безразмерной скорости / (т)) увеличивается примерно на 60 7о, а расчетные распределения существенно отличаются от привычных результатов. [c.518]

Поскольку обе вертикальные поверхности предполагаются бесконечными, граничные условия на закрытых концах отсутствуют. Однако, так как мы рассматриваем полностью замкнутую область, вместо них используется условие равенства нулю полного потока массы по вертикали через любое поперечное сечение. Это условие используется для задания трех граничных условий, необходимых для решения уравнения (14.2.1). Распределение скорости должно быть антисимметричным относительно центральной оси, причем на самой оси, как видно из рис. 14.2.1, скорость течения равна нулю. Таким образом, 7 = 0 при У = 0,0,5 и 1,0. Кроме того, = 1,0 при К = О и = О при К = 1,0. С другой стороны, вместо уравнения (14.2.1) можно использовать уравнение количества движения с членом, учитывающим давление оно представляет собой дифференциальное уравнение второго порядка вида [c.241]

При ЭТОМ течение в полости разделялось на концевые зоны с каждой стороны и центральное ядро. Если концевые зоны располагаются достаточно далеко от центрального ядра, то вертикальную составляющую скорости в ядре можно считать равной нулю. Тогда горизонтальная скорость и (у) и распределение температур в ядре, определяемые индексом с, описываются выражениями [c.387]

Уравнение (6.83) является аналогом закона Стокса для распределения скоростей в потоке при течении жидкости по каналам круглого сечения [уравнение (6.18)]. Следует отметить, что все изменения скорости в соответствии с уравнением (6.83) происходят на очень малой толщине стекающей по вертикальной стенке пленки жидкости, поскольку 5 обычно порядка одного миллиметра и меньше. [c.129]

Гидравлическое сопротивление меняется внутри аппарата в зависимости от распределения скоростей и поэтому приближенно может быть рассчитано в предположении определенной формы границы разделения системы газ (жидкость) — твердое. Выше было указано, что многие исследователи принимают в качестве границы разделения воображаемую вертикальную цилиндрическую поверхность радиусом (равным радиусу внутренней трубы для выхода газа нз аппарата). Обычно для расчета гидравлического сопротивления используют среднюю цилиндрическую поверхность радиусом Vи высотой к (рис. 4.32), предполагая, что на ней происходит скачкообразное изменение скорости потока (рис. 4.33) [16]. По обеим сторонам этой поверхности преобладает потенциальное течение, [c.154]

Аналитическое решение задачи о движении пленки на вертикальной поверхности под воздействием газового потока рассмотрено П. Л. Капицей [Л. 37, 38] и А. А. Семеновым [Л. 75]. Результаты решения приводят к выводу, что процесс обтекания газовым потоком волн на поверхности жидкости аналогичен обтеканию выступов на твердой шероховатой поверхности. Это положение нашло экспериментальное подтверждение, в частности, в исследованиях, проведенных в Ленинградском политехническом институте (ЛПИ) [Л. 51] и в атомном центре в Харуэлле [Л. 125, 131]. Измерения полей скоростей в трубе при течении водо-воздушной смеси показали, что типичный профиль скорости, присущий однофазному потоку, становится в данном случае менее заполненным и напоминает распределение скорости в трубе с очень шероховатыми стенками (рис. 1-8). [c.16]

В этой главе обсуждается гидродинамика озер. Течения в них возникают под воздействием ветров (п. 4.1), но могут быть обусловлены также притоками и стоками (п. 4.2). С позиций управления качеством воды наиболее важный аспект, связанный с притоками и стоками, заключается в проблеме локализации входа в озеро и выхода из него, соответственно, приточных и сточных вод. В случае любого из этих типов течений вертикальные распределения лимнологических параметров в наиболее существенной степени определяются вертикальными профилями скорости потока (т. е. сдвигом потока, см. п. 4.3). Следующими по значению факторами в этом плане являются ветровое волнение и сейши (п. 4.4), которые временами могут даже доминировать над ветровым турбулентным перемешиванием. Наконец, в п. 4.5 обсуждаются некоторые аспекты горизонтальной диффузии загрязняющих компонентов. [c.111]

Для данной установки было рассмотрено и исследовано большое число вариантов реконструкции подводящих и отводящих участков с целью улучшения распределения потока как по отдельным секциям, так и по их сечениям. При выборе окончательных вариантов руководствовались как изложенными соображениями о течении газа, 1ак и реальными возможностями (наличие опорных балок, заданная высота проезда транспорта, малое расстояние между котлом и электрофильтрами и т. д.). Кроме того, исходили из минимального количества наиболее простых переделок, а также необходимости исключения золовых отложений в зонах малых скоростей (например, в вертикальных расширяющихся участках с недостаточно большими углами откоса). [c.265]

Одним из первых исследований течений, индуцированных выталкивающей силой в термически стратифицированной среде, является работа Прандтля [78], рассмотревшего бесконечную поверхность в линейно стратифицированной окружающей среде. Предполагалось, что бесконечная наклонная поверхность имеет постоянный избыток температуры At = to — to над местной окружающей температурой to . Пусть N — постоянный вертикальный градиент температуры тогда можно вычислить распределения температуры и скорости в возникающем одномерном параллельном течении в виде [c.143]

Вдув и отсос. Еще один механизм, представляющий интерес в некоторых приложениях, относится к явлениям вдува и отсоса а свободноконвективном течении. Такие задачи возникают, например, когда жидкость вводится в поток на пористой поверхности или удаляется из него. Необходимые для реализации автомодельного течения около вертикальной пластины условия, которые требуется наложить на скорость при наличии вдува или отсоса на поверхности, сформулированы в разд. 3.6.5. Горизонтальная составляющая скорости v x, у) в этом случае отлична от нуля. Условие автомодельности требует, чтобы /(0) была константой, тогда как на непроницаемой поверхности она равна нулю. Это требование приводит к изменению v x, 0) пропорционально в случае степенного закона распределения температуры поверхности и пропорционально в случае экспоненциального закона. Для изотермической поверхности (п = 0) это условие приводит к соотношению у (х, 0) со Отсосу соответствует отрицательная величина и х,0). Тогда, согласно выражению (3.6.33), величина /(0) положительна. Вдув имеет место при /(0)<0. [c.159]

Пограничный слой, возникающий при естественной конвекции вблизи полубесконечной вертикальной пластины конечной толщины, рассматривался в работе [42]. Предполагалось, что в пластине имеются произвольным образом распределенные источники тепла, причем выделяемая ими энергия рассеивается в жидкости за счет ламинарной естественной конвекции в установившемся режиме. Используя преобразование Фурье для уравнений теплопроводности и метод разложения в ряд для уравнений пограничного слоя, авторы работы [42] построили распределения температуры и теплового потока в пластине. Проведено исследование ламинарной естественной конвекции около конического, обращенного вершиной вниз ребра [54]. При этом процесс теплопроводности в ребре считался одномерным, а для описания течения использовались приближения типа пограничного слоя, что позволило получить соответствующие профили скоростей и температур. Исследовались течение около вертикальной пластины конечной толщины при постоянном тепловом потоке на ее поверхности и условия кондуктивной теплопередачи в пластине. Геометрическая схема этого случая представлена на рис. 17.5.1, в. Условие постоянства теплового потока приводит к появлению поперечного температурного градиента при у = О, который и обусловливает развитие процесса теплопроводности внутри пластины. [c.480]

Картина течения дополняется также приведенными на рис. 6.3, а, 6.3, б профилями горизонтальной и у) и вертикальной и(у) составляющих скорости при Ве = 1000. Значения х, которым соответствуют кривые, можно получить, умножая величину к на номер кривой. Здесь особенно отчетливо видно, что это течение в целом не может быть описано в рамках только уравнений пограничного слоя. Однако непосредственио у движущейся крышки выделяется узкая зона, имеющая характер пограничного слоя (по при довольно сложном течении на его внешней гранпце). Характерным для достаточно больших чисел Не является линейное распределение скорости и (у) в ядре. [c.198]

Рис. 3.4.1. Распределения скорости и температуры в тепловых ламинарных восходящих течениях, примыкающих к вертикальной изотермической поверхности (графики подготовлены Рамешем Кришнамурти).

Рис. 6.3.4. Распределения скорости для течения около вертикальной поверхности при заданных значениях Рг, N = —0,5 и 1,0 и различных числах Шмидта. (С разрешения авторов работы [31]. 1971, Pergamon Journals Ltd.)

Рис. 10.2.2. Расчетные распределения скорости и температуры при смешанно-конвективном течении около вертикальной поверхности для различных значений параметра Gr j/Re Рг = 0,72. (С разрешения авторов работы [90]. 1970, Pergamon Journals Ltd.)

Размеры адсорбера, требуемые для вмещения необходимого объема адсорбента, обычно устанавливают с учетом стоимости изготовления и допускаемого гидравлического сопротивления. Согласно опубликованным данным [8] отношение высота диаметр обычно лежит в пределах 2 1 — 5 1, а скорость газа (в пересчете на незаполненный адсорбер) в пределах 6— 18 м1мин. В тех случаях, когда следует увеличить высоту слоя, через 1,2— 1,5 м устанавливают промежуточные опорные решетки для уменьшения нагрузки на нижние зоны адсорбента и более равномерного распределения газа по сечению адсорбера. Гидравлическое сопротивление адсорбера имеет важное значение даже в системах очистки газов под высоким давлением. Предложены многочисленные конструктивные изменения, позволяющие уменьшить гидравлическое сопротивление. В частности, предложено применять горизонтальные адсорберы вместо вертикальных или использовать в вертикальных адсорберах радиальное течение газа от осевого канала к внешнему кольцевому сечению. В системах очистки газа под низким давлением или осушки воздуха под атмосферным давлением гидравлическое сопротивление слоя имеет исключительно важное значение, поэтому очень часто применяют адсорберы, отличающиеся большим диаметром и малой высотой отношение высота диаметр часто принимают равным 1 1 и даже меньше. [c.288]

Например, при измерении крайне малых скоростей горения вблизи пределов воспламенення применяют метод Эджертона — Паулннга [11]. В этом методе используют специальные вертикальные горелки диаметром около 6 см, показанные на рис. 6.5. Горючая смесь проходит через слои капилляров и стеклянных шариков, что формирует низкоскоростной газовый поток с однородным распределением скорости в нем. Длина капилляров — 1 дюйм, размер сечения — менее 1 мм, образованы они рулонированием гладких и гофрированных металлических полос. Расстояние от верхних концов капилляров до среза горелки составляет около 8 мм. В капиллярах течение по характеру близко к течению вязкой жидкости и весьма однородно. На горелку надета концентрическая труба, в которую подается инертный газ, наиример азот. На верхнем срезе этой внешней трубы помещена металлическая сетка. Регулированием высоты внешней трубы можно стабилизировать фронт пламени, сделав его практически горизонтальным. Скорость горения определяется как частное от деления объемного расхода потока газовой смеси на площадь фронта пламени. Этот метод измерений называется методом сплющенного пламени и из-за однородного распределения скорости потока смеси применяется, например, для измерения скорости горения горючей смеси при проса- [c.117]

Рассматривая в п. 4.1.2 конвекцию жидкости, вязкость которой зависит от температуры, мы интересовались в основном влиянием этой зависимости на планформу конвективных ячеек. Как мы видели, даже малая неоднородность распределения вязкости может привести к замене двумерных валов трехмерными многоугольными ячейками. Неудивительно, что температурная зависимость вязкости может влиять и на вертикальную структуру течения. Но, чтобы вызвать заметные изменения в вертикальном распределении конвективной скорости, эта зависимость должна быть достаточно сильной. [c.193]

Прнмер 3-1. Тангенциальное течение ньютоновской жидкости в кольцевом канале. Требуется найти распределения скорости и касательного напряжения для тангенциального ламинарного потока несжимаемой жидкости между двумя вертикальными соосными цилиндрами, из которых наружный вращается с угловой скоростью (рис. 3-3). Концевыми эффектами можно пренебречь. [c.93]

Дина.мическая характеристика аппарата непрерывной полимеризации АНП-5,5 исследовалась в работе [11]. Проверялось предположение о значительной неравномерности распределения продолжительности пребывания различных частей реакционной массы в указанном аппарате. Оказалось, что дикатор (двуокись титана) появлялся на выходе из аппарата значительно раньше, чем было рассчитано,— через 10,5 ч после начала дозирования. Это объяснялось тем, что профиль скоростей течения реакционной среды в аппарате НП имеет параболический характер даже при ламинарном движении среды. Причем скорость движения реакционной среды в центре поперечного сечения аппарата в 2 раза больше средней скорости всей массы полимера. Режим движения в первой секции трубы АНП-5,6 сильно отличается от теоретического, характерного для аппаратов типа адеального вытеснения с ламинарным движением среды. Это обусловлено наличием значительной зоны конвективного перемешивания, возникающей вследствие того, что температура реакционной среды зна-чительно выше температуры поступающего лактама. Для выравнивания профиля скоростей в трубе АНП-5,5 предложено [11] применять гидравлические вытеснители, в качестве которых рекомендуются двухконусные вставки с разными углами при вершине верхнего и нижнего конусав. Подобного рода вставки несколько выравиивают продолжительность пребывания отдельных частей реакционной массы в аппарате, однако кардинального решения эти предложения не дают. Делались попытки математического описания процесса полимеризации капролактама в аппаратах вертикального типа [12, 13]. В работе [12] для описания процесса исПоль- [c.87]

В общем случае математическое описание турбулентного течения, возникающего в результате взаимодействия вытекающей из скважины или трубопровода струи газа с атмосферным потоком воздуха, требует рассмотрения полной системы уравнений Навье-Стокса. Для решения це]юго ряда практически важных задач указанная математическая постановка может быть упрощена. С точки зрения максимальных размеров зоны газовой опасности наибольший интерес для анализа представляют аварии, сопровождающиеся выбросом газа, ориентированным вертикально, горизонтально или наклонно в направлении скорости ветра. В этих случаях траектория результирующего потока оказывается в одной плоскости с направлением ветра, и можно предположить, что поперечная составляющая скорости результирующего течения пренебрежимо мала (у = о). Принимая во внимание, что для рассматриваемого класса турбулентных течений конвективный поток примеси в направлении ветра значительно больше соответствующего диффузионного, а распределение параметров течения в поперечном скорости ветра направлении подчиняется, как правило, нормальному закону, во ВНИИГАЗе разработана следующая математическая модель турбулентного течения и рассеивания с фуйных выбросов газа в виде системы двумерных дифференциальных уравнений [5] [c.51]

Рис, 6.3,1. Распределения температуры, концентрации и скорости в пограничном слое течения около вертикальной поверхности для Рг = S = 0,7 и 7,0 при различных значениях N. (С разрешения авторов работы [31]. 1971, Pergamon Journals Ltd.) [c.353]

Используем метод автомодельности, применявщийся в разд. 3.5 для основного течения, к уравнениям (11.2.14) — (11.2.16) для течения около вертикальной непроницаемой поверхности, расположенной при X 0 в покоящейся изотермической среде. Выпишем, полученные уравнения с граничными условиями для толщины пограничного слоя и характеристической скорости [/с в случае степенного закона распределения температуры поверхности [c.15]

Через основание отстойной камеры в нее поступает вертикальная струя холодного воздуха, на которую воздействует отрицательная выталкивающая сила. Предполагая течение турбулентным и используя модель подсасывания Тейлора, составить уравнения сохранения. Считать, что профили в струе имеют шляпообразную форму. Как можно решить систему уравнений Изобразить примерную форму распределений температуры и скорости, считая, что начальная температура в струе равна [c.198]

Рис, 14,2.1. Распределения температур и скоростей в полностью развитом естественноконвективном течении между двумя бесконечными вертикальными изотермическими плоскими пластинами. (С разрешения автора работы [16]. 1954.) [c.242]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология