Сила межфазного взаимодействия

Уравнения (2.3) и (2.4) являются незамкнутыми. Помимо неизвестных функций р,- и щ они содержат члены Зц, 1,1 и которые не выражены через указанные функции. Поток массы характеризующий кинетику фазового пере сода, может быть определен только при совместном решении уравнений гидродинамики и уравнений тепло- и массообмена, рассмотрение которых не входит в задачу данной главы. Напротив, тензор поверхностных сил в фазах 2,- и сила межфазного взаимодействия являются чисто гидродинамическими параметрами. Их определение означает, по существу, формулировку реологических уравнений состояния для исследуемой смеси и представляет собой основную и наиболее сложную проблему при моделировании двухфазных течений. [c.60]

Объяснение этого явления может заключаться в том, что при малых скоростях фильтрации становится существенным силовое взаимодействие между твердым скелетом породы и фильтрующимся флюидом, которое может дать преобладающий вклад в фильтрационное сопротивление. При весьма малых скоростях потока сила вязкого трения пренебрежимо мала, тогда как сила межфазного взаимодействия остается при этом конечной величиной, поскольку она не зависит от скорости и определяется только свойствами контактирующих фаз. В результате такого взаимодействия нефть, содержащая поверхностно-активные компоненты, в присутствии пористого тела с развитой поверхностью образует устойчивые коллоидные растворы ( студнеобразные пленки, частично или полностью перекрывающие поры). Чтобы началось движение, нужно разрушить эту структуру, приложив некоторый перепад давления. 24 [c.24]

Поведение реального физического процесса в данных условиях может совпадать с поведением идеального процесса, а может и не совпадать с ним. Так, при движении твердых частиц в жидкости при захлебывании наблюдается нарушение только условия стационарности. Поведение потока в данном случае может быть описано в рамках принятой нами модели идеального дисперсного потока, но с использованием нестационарных уравнений. При движении пузырей в условиях, близких к захлебыванию, в среднем поток остается стационарным (расходы фаз не изменяются), но нарушаются условия отсутствия коалесценции и монодисперсности частиц, что приводит к существенным изменениям картины течения и соответственно к кризису принятой модели идеального дисперсного потока. В частности, существенно изменяется сила межфазного взаимодействия, появляется значительная неравномерность распределения пузырей по сечению аппарата, а движение фаз, по-видимому, уже не может быть удовлетворительно описано с помощью двухскоростной модели. [c.96]

Здесь И - координата вдоль оси, направленной вертикально вверх и , и , /(, д, g - соответственно, проекции скоростей фаз, силы межфазного взаимодействия и ускорения свободного падения на эту ось. [c.64]

Остановимся теперь подробнее на методах определения реологических соотношений для составляющих силы межфазного взаимодействия и на полученных в этом направлении результатах. [c.64]

После решения этой задачи, и. вычисления интеграла в последнем выражении (2.32) находят выражение для силы межфазного взаимодействия. Составляющая этой силы, учитывающая вязкое сопротивление и зависящая от относительной скорости движения фаз, имеет вид [118] [c.72]

Силу межфазного взаимодействия представим в виде суммы двух сил силы вязкого трения и силы, связанной с воздействием присоединенных масс. Для записи первой силы используем выражение (2.48), а для записи второй - выражение (2.63) с учетом соотношения (2.65) [c.87]

Исключим градиент давления из уравнений (2.67), подставим в полученное уравнение выражение для силы межфазного взаимодействия (2.68) с учетом формул (2.69)-(2.71) и перенесем члены, содержащие производные от скоростей, в левую часть уравнения. Тогда будем иметь [c.88]

Выражение для средней силы межфазного взаимодействия через средние значения гидродинамических переменных запишем обычным образом [c.138]

Покажем, что при реальных предположениях о законе взаимодействия газа с поверхностью твердой частицы коэффициент I в выражении для силы межфазного взаимодействия является функцией разности средних скоростей движения фаз, если функции распределения р имеют вид (3.80). Поскольку поверхность твердой частицы не является идеально гладкой, можно считать, что молекулы газа отражаются от поверхности твердой частицы по диффузному закону [58], т. е. [c.170]

При адсорбции на границе раздела с твердым телом (адсорбентом) основную роль играют силы межфазного взаимодействия молекул жидкости и твердого тела, которые имеют решающее значение, для процесса адсорбции. Еще более усложняется система в случае сосуществования трех границ раздела, что имеет место при исследовании адсорбции в явлениях смачивания. [c.89]

Используя уравнение (VI.22), можно вычислить Wa по экспериментально измеренным значениям а г и os 0 . Оно показывает, что чем больще адгезия, тем больше os 0, т. е. смачивание. Таким образом, силы межфазного взаимодействия (адгезионные силы) стремятся растянуть каплю, в то время как силы когезии стягивают каплю до полусферы, препятствуя растеканию, поскольку с ростом знаменателя уравнения (VI.18), пропорционального IFe, уменьшается абсолютная величина os 0. [c.63]

Чтобы анализировать задачу движения обеих фаз, необходимо иметь общие динамические уравнения, учитывающие все силы, действующие на каждую фазу, включая и силы межфазного взаимодействия. Такое уравнение может быть получено путем анализа малого элемента объема, включаюш,его в себя как сплошную, так [c.49]

В общем случае, сила межфазового взаимодействия фаз Р, включает силу сопротивления, подъемную силу, силу виртуальной массы и другие силы. В работе [5] сравнение результатов эксперимента с численными расчетами силы Р, проведенное по различным методикам, показало, что в зоне барботажа преобладающей является сила межфазного взаимодействия фаз Р, определяемая силой сопротивления [c.128]

По аналогии с уравнением (2.2.1.4) запишем уравнение сохранения импульса силы, введя в него дополнительную силу Д, — силу межфазного взаимодействия, которая определяется трением сплошной среды (индекс 1) о скелет пористого тела (индекс 2) [c.103]

Щ — сила межфазного взаимодействия (отнесенная к единице объема смеси) [c.151]

Силу межфазного взаимодействия можно представить в виде суммы двух составляющих [c.178]

Архимеда — сила межфазного взаимодействия [c.178]

Сила межфазного взаимодействия Р (или/) складывается из трех составляющих [c.179]

Здесь X — координата вдоль оси, направленной вертикально вверх, VI, Г2И Р — проекции скоростей и силы межфазного взаимодействия на эту ось. [c.179]

Определение нестационарных сил межфазного взаимодействия. Установившиеся представления как о структуре выражений нестационарных сил межфазного взаимодействия, так и о величинах, входящих в эти выражения, в настоящее время отсутствуют. Обзор исследований, посвященных этому вопросу, можно найти в [26]. При феноменологическом подходе наиболее распространенная форма записи силы связанной с воздействием присоединенных масс, имеет вид [c.183]

Пренебрегаем силами инерции фаз по сравнению с силами межфазного взаимодействия. В этом случае в [c.196]

Наибольшую сложность в подходе Эйлера — Лагранжа представляет собой учет обратного влияния дисперсной фазы на движение несущего потока, а также учет взаимодействия частиц дисперсной фазы друг с другом. При моделировании потоков газовзвесей с твердыми частицами турбулентная структура сплошной среды обычно рассчитывается на основе той или иной двухпараметрической к-Е модели турбулентности (см. подраздел 2.3.3). Влияние сил межфазного взаимодействия учитывается введением соответствующего источникового члена в уравнениях движения. Например, для стационарного осесимметричного турбулентного течения газа в вертикальной трубе уравнения движения можно записать как [c.203]

Таким образом, здесь можно увидеть два режима разрушения материала — дискретный и непрерывный при л = 8. При непрерывном (или быстром) процессе силы межфазного взаимодействия становятся столь значительными, что пренебрежение относительной скоростью фаз можно считать вполне оправданным. Это позволяет рассматривать двухфазную среду как квазигомогенную, а скорость распространения волны разрушения приравнивать к скорости звука в ней (см. уравнение (2.5.3.4)). [c.223]

Здесь /у,- - поток массы из / фазы в г фазу за счет фазовых переходов Х,- -тензор напряжения в 1-й фазе Л,,- - сила межфазного взаимодействия, отнесенная к единице объема смеси /, - вектор массовых сил, дейсгвующих в г-й фазе. [c.60]

При феноменологическом подходе структура указанных параметров постулируется на основе более или менее правдоподобных гипотез, а для нахождения коэффициентов, входящих в полученные соотношения, привлекаются экспериментальные данные. Метод осреднения дает возможность конкретнее и более обоснованно установить структуру указанных выше членов, связав их.с параметрами течения на уровне отдельных частиц (мелкомасштабного течения). Однако для того, чтобы связать эти параметры с параметрами осредненного движения фаз, приходится вводить достаточно приближенную схематизацию мелкомасштабного течения, поскольку точное определение локальных характеристик течения дисперсной смеси практически невозможно. Окончательный вид выражений для тензоров напряжений в фазах и силы межфазного взаимодействия в зависимости от способов осреднения и принятых схем мелкомасштабного течения оказывается различным. Кроме того, эти выражения могут быть получены аналитически лишь для предельньгх случаев движения дисперсной смеси, когда сплошная фаза — очень вязкая или идеальная жидкость. Поэтому в дальнейшем для определения структуры указанных выше членов будем использовать в основном феноменологический подход, привлекая лишь в некоторых случаях результаты, полученные аналитическими методами. [c.60]

Полученные уравнения сохранения принципиально не отличаются от уравнений (2.3) (2.4). Однако усреднение микроскопических" реоло гических соотношений позволяет получить конкретные выражения для среднего тензора эффективных напряжений в дисперсной смеси 2 и средней силы межфазного взаимодействия Д .д. При этом оказывается, что макроскопические реологические соотношения, получаемые [c.69]

Силы сопротивления при нестационарном движении частиц. Составляющие силы межфазного взаимодействия, учитывающие нестацио-нарность движения частиц и жидкости, исследованы значительно меньше, чем сила вязкого сопротивления. При феноменологическом подходе наиболее распространенная форма записи силы, связанной с воздействием присоединенных масс, имеет вид [c.83]

Устойчивость решений систем уравнений вертикального дисперсного потока при различных способах записи силы межфазного взаимодействия с учетом давления в твердой фазе и касательных напряжений и без него для одномерных и многомерных возмущений исследовалась в ряде работ. Вначале это было сделано применительно к движению фаз в псевдоожиженном слое [136, 179—183], а впоследствии — применительно к отстаиванию суспензий [184-186] и движению пузырьков в жидкости [187, 188]. Вьгеод, который был сделан всеми исследователями, однозначен система дает расходящиеся во времени решения, т. е. иными словами, вертикальный дисперсный поток неустойчив. [c.134]

Предположим, что каждую гидродинамическую переменную и, Р, а также силу межфазного взаимодействия Л .д можно представить в виде суммы осредненной медленно изменяющейся во времени величины и высокочастотной пульсационной составляющей (пульсации), которая [c.137]

Попытка учета указанных факторов при построении кинетической модели псевдоожиженного слоя сделана в работе [57] (схема этой работы положена в основу дальнейшего изложения). На первом этапе строится замкнутая система, содержащая кинетические уравнения для газа и твердой фазы. При построении системы кинетических уравнений используется феноменологический подход. Система учитывает взаимодействие между фазами, описывает явления в псевдоожиженном слое в едином масштабе и учитывает тот факт, что отдельная твердая частица движется в неконсервативном поле сил. На втором этапе выводится система уравнений гидромеханики псевдоожиженного слоя, содержащая явный вид силы межфазного взаимодействия. На третьем этлпе путем последовательного упрощения системы гидромеханических уравнений и оценки порядков входяпщх в них величин решается задача об одномерном нестационарном течении внутри слоя. Кратко рассмотрим каждый из перечисленных этапов. [c.162]

В левой части полученного баланса спл представлены силы инерции усредненного движения, в правой первые два члена связаны со стохастическим переносом импульса, третий представляет собой источник импульса, а последний — сплу Мещерского. Оценка показывает, что существеннымп в большинстве случаев являются только силы межфазного взаимодействия, так что из (25) следует [c.139]

Течение сплошной среды в слое зернистого материала. Попытаемся теперь использовать изложенный выше материал для определения сил межфазного взаимодействия в слое зернистого материала. Путь к решению этой задачи подсказан в работе [28] и состоит в том, что исследование течения через зернистый слой является смешанной задачей. Поток жидкости и обтекает зерна и протекает в порах между ними. Однако причины, упомянутые выше, не позволили авторам цитируемой монографии развить это фундаментальное положение. Кроме того, выбор в качестве харакеристического только одного линейного параметра (диаметра частицы или диаметра канала) ведет, по-существу, к противопоставлению описаний, с точки зрения внутренней и внешней задач гидродинамики. [c.21]

Конденсация пара в трубах. Для расчета теплоотдачи, когда режнм течения конденсатной пленки турбулентный и влияние гравитационных сил пренебрежимо мало по сравнению с силами межфазного взаимодействия [Ее=40см/(я .1) >5-10 ], рекомендуется формула Г. Н. Кружилина и др. [c.190]

Система уравнений (3.3.1.1) и (3.3.1.2) является незамкнутой. Ее необходимо дополнить условиями совместного движения и деформирова1шя фаз, реологическими уравнениями состояния, задающими коэффициенты псевдотурбулентной диффузии, тензора напряжений и силы межфазного взаимодействия, а также членами, характеризующими межфазные переносы массы и импульса. Определение указанных уравнений представляет собой сложную проблему и проводится применительно к конкретной выбранной модели течения с привлечением феноменологических, теоретических, полуэмпирических и эмпирических методов. [c.177]

Как метод отражений , так и ячеечная модель рассматривают идеализированную суспензию, в которой расположение частиц заранее фиксировано. В реальных суспензиях положение частщ определяется их гидродинамическим взаимодействием и имеет случайный характер. Методы статистического осреднения уравнений гидродинамики вязкой жидкости также используются для определения силы межфазного взаимодействия и дают принципиально иные закономерности. Так, Буевичем с соавторами получено соотношение для силы /Ь с использованием предположения, что дисперсная смесь обладает некоторой фиктивной вязкостью Це [c.180]

В уравнениях сохранения массы члены, учитывающие перенос массы за счет псевдотурбулентной диффузии, опущены. Силу межфазного взаимодействия представим в виде суммы двух составляющих [c.184]

На практике все вибрирующие слои рассматривают, исходя из соотношения силы межфазного взаимодействия F и силы инерции вибрации Fb, пропорциональной ускорению вибрации Аоз , где А — амплитуда, a> = 2itf— угловая скорость (круговая частота), / — частота колебаний вибрирующего органа. [c.583]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология