Турбулентное перемешивание

Растекание струи до бесконечности возможно только при установке решетки в неограниченном пространстве (рис. 3.4, а). Если решетка находится в трубе (канале) конечных размеров (рис. 3.4, 6), структура потока за ней будет иная. Так, например, в случае центрального (фронтального) набегания жидкости на решетку в виде узкой струи, последняя, растекаясь радиально и достигая за решеткой стенок трубы (канала), неизбежно изменит свое направление на 90° и дальше будет перемещаться вдоль стенок в виде кольцевой струи. При этом в центральной части сечения за решеткой поступательная скорость будет равна нулю. В условиях реальной (вязкой) среды, вследствие турбулентного перемешивания, жидкость, подходя к стенкам трубы (канала), будет увлекать за собой неподвижную часть жидкости из центральной части сечення (рис. 3.4, 6). На освободившееся место из более удаленных от решетки сечений будут поступать другие массы жидкости, и, таким образом, в центральной части сечений за решеткой возникнут обратные токи, а профиль скорости зз решеткой по сравнению с начальным профилем струи (до решетки, рис. 3.5, а) будет иметь перевернутую форму (см. рис. 3.4, б, а также 3.5, б). [c.81]

Второй крайний случай удобно рассмотреть на примере непрерывного трубчатого реактора. При отсутствии диффузии, а также конвективного и турбулентного перемешивания в продольном направлении каждый элементарный слой реагирующей смеси независим от соседних слоев и движется вдоль трубы, как поршень. Подобные реакторы называют реакторами идеального вытеснения. [c.15]

Продольное перемешивание в колонных аппаратах может быть следствием ряда физических явлений. Основными из них являются 1) турбулентное перемешивание в осевом направлении (турбулентная осевая диффузия) 2) осевая циркуляция в потоке [c.24]

Из уравнения (У.7) следует, что для секционированной колонны эффект продольного перемешивания обусловлен наличием конечного числа ячеек полного перемешивания и турбулентным перемешиванием между соседними ячейками. Величина Епл представляет собой не истинный коэффициент продольной турбулентной диффузии, а фиктивный, отнесенный ко всему поперечному сечению колонны. Этот коэффициент связан с коэффициентом продольной турбулентной диффузии п.т в сечении отверстия секционирующего кольца диаметром Дз соотношением [c.152]

Современный уровень разработки статистического способа описания турбулентной диффузии не является, к сожалению, еще достаточным для количественного анализа большинства реальных ситуаций турбулентного перемешивания. Фактически почти во всех таких ситуациях приходится довольствоваться описаниями, основанными на полуэмпирических методах. Поскольку эти методы подробно изложены во многих доступных монографиях по гидродинамике [11—161, здесь ограничимся рассмотрением лишь трех наиболее типичных случаев. [c.109]

Оценку эффективности турбулентного перемешивания в свободных течениях удается, таким образом, осуществлять на основе рас- [c.109]

Особенностью свободной затопленной струи при турбулентном режиме течения является ее турбулентное перемешивание с окружающ,ей неподвижной средой. По мере продвижения вперед струя увлекает за собой все большую массу неподвижной среды, которая тормозит течение на границе струи. В результате подторможенные частицы струи вместе с увлеченными ими частицами окружающей среды (присоединенной массой) образуют турбулентный пограничный слой, толщина которого по мере удаления от начального сечения непрерывно возрастает. При этом происходит непрерывное сужение центрального ядра струи (ядра постоянных скоростей) до полного ее исчезновения, а пограничный слой распространяется на все сечение струи. Таким образом, размывание струи сопровождается не только ее расширением, но и уменьшением скорости по оси (рис. 1.46). [c.49]

Для определения наихудшей ПФ для дегидратора с горизонтальным потоком сырья при интенсивном турбулентном перемешивании в рабочей зоне аппарата рассмотрим модель отстоя при следующих предположениях. Будем считать, что интенсивность перемешивания однородна по длине аппарата и может меняться только по его высоте. При этом коэффициент турбулентной диффузии является функцией [c.133]

Если на пути потока (рис. 3.6, б) установить решетку, то струя, набегая на нее со стороны задней стенки аппарата, начнет по ней растекаться в сторону передней стенки (входного отверстия). Так как степень искривления линий тока при этом будет увеличиваться вместе с ростом коэффициента сопротивления решетки Ср, при определенном значении этого коэффициента вся жидкость за плоской решеткой будет перетекать к передней стенке аппарата и от нее изменит свое направление на 90° в сторону общего движения. Вследствие турбулентного перемешивания с окружающей средой струя за решеткой на всем пути будет подсасывать определенную часть неподвижной жидкости, и в области, прилегающей к задней стенке, образуются обратные токи. Таким образом, профиль скорости за плоской решеткой при боковом входе в аппарат получится перевернутым , т. е. таким, при котором максимальные скорости за решеткой будут соответствовать области обратных токов, образующихся свободной струей при входе (рис. 3.6, а и б). [c.85]

Отбросим предположение о ламинарном режиме в зоне отстоя и рассмотрим общий случай отстоя при конвективном или турбулентном перемешивании. Интенсивность этого перемешивания не влияет на скорость относительного оседания капель в жидкости, в то время как качество отстоя эмульсии при таком перемешивании значительно ухудшится. Другими словами, процесс отстоя существенно зависит от гидродинамического режима отстойника, который в свою очередь определяется вязкостными свойствами нефти и конструктивными особенностями аппарата. [c.25]

Если сырую нефть вводить непосредственно в нефтяную фазу, то> выходя из отверстий распределительного устройства, она образует затопленные струи, протяженность которых зависит от начальной скорости истечения, диаметра отверстий и вязкости нефти [47]. Эти струи в области распределительного устройства могут создавать зону турбулентного перемешивания, которая в отдельных случаях нежелательна. Для сокращения длины струй применяют различного типа отбойники. Одна из конструкций отбойника [48] показана на рис. 2.7. [c.30]

Результаты измерений свидетельствуют о том, что чем больще неравномерность поля скоростей на входе в диффузор, тем более вытянутыми получаются профили скорости на начальном участке. Вместе с тем (см. рис. 1.14) в последующих сечениях диффузора увеличение неравномерности скоростей на входе (увеличение относительной длины о проставки) ускоряет выравнивание поперечного распределения скоростей по длине диффузора профили скорости при Пх > 4 и /у = 20 и соответственно 1 > 8 и 0 = более пологие (да сшах меньше), чем при = 0. Более ускоренное выравнивание потока объясняется, как и выше, интенсификацией турбулентного перемешивания при наличии проставки перед диффузором. [c.26]

Для дегидраторов с нижней подачей сырья наличие турбулентного перемешивания в верхней его зоне не будет влиять на вид ПФ, гак как крупные капли не могут пройти нижнюю ламинарную зону и поэтому не попадают в область турбулентного перемешивания. Таким образом, ПФ отстойника с нижней подачей сырья нечувствительная к нарушению ламинарного течения жидкости в верхней зоне аппарата. [c.133]

Для того чтобы построить модель реактора без перемешивания, рассмотрим случай, когда реакционная смесь с концентрацией Со и безразмерной температурой т]о подается в трубчатый реактор и проходит в осевом направлении 1 без турбулентного перемешивания и с одинаковой по сечению трубы линейной скоростью и. Радиальные градиенты скорости, концентрации и температуры отсутствуют, а последние две величины изменяются в осевом направлении. Целью построения математической модели является описание зависимости их значений от времени и координаты. [c.16]

Мы получили такой же результат, как для трубчатого реактора с числом Льюиса, равным 1, но заметим, что здесь линейная связь между температурой и концентрацией получается и в том случае, когда D = а. Это очень важно, поскольку при отсутствии турбулентного перемешивания более трудно доказать справедливость предположения о том, что тепло- и массоперенос внутри частиц катализатора происходит по одинаковому механизму. [c.120]

Р[) — диссипация, т. е. потери механической энергии в результате трення и турбулентного перемешивания из второго закона термодинамики следует, что Рд всегда положительна Рр — работа, затрачиваемая на изменение плотности жидкости для того чтобы повысить плотность в контрольном обт еме, должна быть затрачена работа на сжатие. Это эффект сжимаемости [c.100]

Поперечные силы, порождаемые турбулентным перемешиванием. [c.204]

Теплоотдача к вибрирующим слоям. Движение частицы в вибрирующем слое довольно сложно. Частицы диаметром 0,5 мм и более двигаются кругообразно в вибрирующем сосуде, тогда как частицы диаметром 0,1 мм и меньше участвуют в турбулентном перемешивании под влиянием вибраций. Из рис. 13 видно, что напряжения трения между частицами и вертикальными стенками вибрирующего сосуда вызывают кругообразное движение. [c.444]

В вихревой трубе обеспечивается эффективное температурное разделение поступающего сжатого газа на охлажденный и нагретый потоки. Данное явление, открытое еще в 1931 г. Жозефом Ранком, до настоящего времени полностью не раскрыто, хотя предложено много гипотез для его объяснения [9, 10, 12-14]. Так, сущность вихревого эффекта пытались объяснить только перестроением в сечении соплового ввода ВТ свободного вихря в вынужденный, под действием сил трения, расширением истекающей струи из соплового ввода в осевую зону и сжатием ее в периферийной зоне ВТ за счет центробежных сил. Наиболее глубокое теоретическое объяснение вихревого эффекта в противоточной трубе, подтверждаемое экспериментами, дано А. П. Меркуловым [9], принявшим за основу гипотезу взаимодействия вихрей Г. Шепера [13] и теоретические предположения Ван Димтера [14] об энергетическом обмене в вихревой трубе за счет турбулентного перемешивания потоков. Многие специалисты по вихревому эффекту у нас в стране считают данную теорию наиболее полной. А. В. Мартынов и В. М. Бродянский [10] дали несколько иное толкование механизма вихревого процесса в трубе. [c.27]

Хотя реакция между олефином и изобутаном в присутствии кислого катализатора проходит очень быстро [82, 83], время контакта в промышленных условиях выдерживают в пределах 5—20 йин. Это делается для того, чтобы добиться более высокого отношения изобутан олефин в кислой фазе и, таким образом, не допустить полимеризации олефина или образования сложных эфиров. После предварительного насыщения кислой фазы изобутаном (растворимость 0,1% в 99,5%-ной Н2804 [84], в промышленных условиях растворимость 0,4%) можно сократить время реакции, особенно при турбулентном перемешивании в трубчатых реакторах. [c.261]

Наибольщее распространение в литературе получила модель обновления поверхности, предложенная Кишиневским [16, 17] и Данквертсом [18]. В основе этой модели лежит представление о непрерывной замене элементов жидкости (или газа), прилегающих к межфазной поверхности, новыми элементами, поступающими на поверхность вследствие турбулентного перемешивания. В течение промежутков времени, когда элемент пребывает на поверхности, процесс массопередачн описывается, как и в теории Хигби, уравнением нестационарной диффузии в полубесконечной неподвижной" среде. Для характеристики интенсивности обновления вводится понятие среднего временл пребывания элементов жидкости на поверхности Дт. Первоначально такая картина была предложена -для описания массообмена в системах жидкость — газ, однако в дальнейшем ее стали использовать и для описания других систем, в частности систем жидкость — твердая стенка [19]. [c.173]

Влияние каждого из трех перечисленных факторов на интенсивность продольного перемешивания не одинаково в колоннах различных конструкций из-за своеобразного характера формирующихся в них потоков. Так, турбулентное перемешивание в осевом ваправлении и осевая циркуляция в потоке преобладают в колоннах, в которых физические или химические процессы интенсифицируются путем сообщения взаимодействующим потокам внешней механической энергии (аппараты с механическим перемешиванием), а также в барботажных колоннах. Влияние же поперечной неравномерности преимущественно проявляется в аппаратах без механических перемешивающих устройств (распылительные колонны, насадочные колонны без пульсаций и т. п.) или в аппаратах с очень низкой интенсивностью перемешивания. Поперечная неравномерность (особенно в газовом потоке) может оказывать некоторое влияние на продольное перемешивание фаз также в барботажных колоннах. [c.24]

Следовательно, второй член правой части уравнения (V.1) xapaKTepH3yet интенсивность турбулентного перемешивания между соседними секциями. Зависимость, сходную с выражением (V.2), можно получить путем сопоставления концентраций трассера во входном сечении (2=0) при его стационарном вводе в выходное сечение (2=1) для диффузионной и рециркуляционной моделей. При этих условиях концентрации трассера во входном сечении для диффузионной модели и для рециркуляционной модели, согласно уравнениям (П1.23 и III.22), соответственнее равны [c.151]

Следовательно, в соответствии с корреляцией (VII,31) можно считать, что /ц, = 0,476 для очень мелких частиц и, например, 0,21 для стеклянных шариков диаметром 127 мкм. Таким образом, и здесь учитываются изменения, связанные с размером частиц . Однако высказано предположение что перемешивание мелких частиц, возможно, происходит не только в соответствии с рассмотренным выше механизмом, но также вследствие турбулентного перемешивания и большой подвин<ности псевдоожиженных мелких частиц. [c.280]

Сжигание топливного газа с большим содержанием водорода, например, водородсодержащего газа с установок каталитического риформинга, имеет свои особенности. Взрывоопасная смесь водорода с воздухом образуется, если содержание последнего составляет 15%, в то время, как для углеводородов такая смесь образуется при содержании воздуха 40%. Скорость горения водорода в 2—5 раз выше скорости горения углеводородных газов. Поэтому скорость подачи водородовоздушной смеси в камеру сгорания должна быть минимум в 2 раза большей, чем для этих газов. Горелки, с помощью которых газ смешивается в камере сгорания, создают нестабильное пламя вследствие недостаточной турбулнзации потока воздуха и водо-родсодержащего газа, поскольку количество инжектируемого воздуха недостаточно. Стабильное горение водородсодержащего газа достигается ири интенсивном турбулентном перемешивании его с достаточным количеством воздуха. [c.103]

Большое практическое значение имеет то обстоятельство, что отмеченные здесь особенности турбулентного перемешивания в существенной мере сохраняются и в некоторых стесненных течениях. Так, для осесимметричного эжектора соотношение (6.30) остается удовлетворительным почти для всей зоны перемешивания, за исключением хвостовой частп, примыкающей к стенке камеры смешения. При этом X = 1,2 1,3. [c.110]

При анализе турбулентного перемешивания струй плазмы и реагента до молекулярных масштабов исходят из известных концепций турбулентного переноса. В турбулентном потоке существуют глобулы различных размеров, дробящиеся до тех пор, пока их размер становится соизмеримым с некоторым масштабом, который по Колмогорову равен ЮЖе / , где с/ - характерный размер течения, Ке -число Рейнольдса. Степень перемешивания, обеспечиваемого молекулярной диффузией в масштабемного меньше скорости уменьшения размеров глобул. Таким образом процесс разрушения глобул и определяет интенсивность перемешивания на молекулярном уровне. На практике используют радиальный ввод газа, предварительную его турбулизацию и другие способы воздействия на поток [6]. [c.174]

ВО всевозможных направлениях, по любым криволинейным траекториям и обладают различной скоростью. Затем эти струйки разбиваются на мелкие вихри и мелкие струйки, непрерывно перемешивающиеся (турбулентное перемешивание). Таким образом, при слиянии вихрей различР1ых размеров с различным количеством движения, которые вращаются во взаимно противоположных направлениях, в месте их слияния возникает турбулентность. На рис. 73 представлено возникновение и развитие турбулентности. [c.115]

Полное число актов агрегации (коагуляции) в единицу времени, обусловленных турбулентным перемешиванием, равно М = = 4л,aRJno. Следовательно, скорость агрегации частиц (одного размера) выражается соотношением [c.92]

В результате турбулентного перемешивания в пограничном слое происходит интенсивнЕ,1Й теплообмен, вследствие чего резко сокращается необходимый для конденсации объем по сравнению с другими [c.79]

Вайль Ю. К-, М а н а к о в И. X., М а н ш и л и н В. В., О турбулентном перемешивании в трехфазном кипящем слое, Хим. и техн. топлив и масел, № 12, стр. 4 (1967). [c.587]

Как показано в работе, вертикальное перемешивание незначительно в тех случаях, когда и 2и (где и- "скорость трения", описанная в статье [Моп]1,1972]). Таким образом, переход от гравитационного опускания к турбулентному перемешиванию появляется тогда, когда и 2и и р(г) р . Исходя из экспериментов определено, что через 80 с от момента начала выброса скорость трения равнялась 0,25 м/с. Анализируя результаты экспериментов, ван Илден сделал следующие выводы [c.119]

Если в нагревателе установлена одна горелка в центре днища, может оказаться, что комбинация моделей перемешанного потока и стержневого течеиия позволит получть более надежные результаты. Вблизи горелки турбулентное перемешивание и внутренняя циркуляция между пламенем и тeпкa н камеры обеспечивают область с хорошим перемешиванием газов. В этой области может быть использована модель перемешанпого потока. Длина области хорошего перемешивания может быть оценена по информации о длине пламени и структуре потока внутри камеры. Далее по потоку может быть использована модель стрежневого течения. [c.118]