Стратификация термическая

По термическому режиму водохранилища отличаются от рек неоднородностью температуры, а от глубоководных озер неустойчивой стратификацией и относительно высокими температурами придонных слоев в летний сезон. В температурном режиме водохранилищ много общего с температурным режимом мелководных озер. Однако в период весеннего нагревания проявляются некоторые особенности, свойственные, в частности. Рыбинскому водохранилищу. На эти особенности обратил внимание В. И. Рутковский. В Рыбинском водохранилище повыщение температуры, начинающееся еще подо льдом, прекращается температура воды в водохранилище временно понижается из-за заполнения его котловины снеговыми водами притоков, температура которых близка к 0° С. В дальнейшем, во вторую половину весны, температура воды в водохранилище связана также с притоком речных вод, но уже относительно более теплых. Интенсивное прогревание водохранилища происходит сначала вблизи устьев притоков, в губах и на мелководьях. В этот период в разных частях водохранилища можно наблюдать одновременно температуру от О до 10° С, обратную, прямую стратификации и гомотермию. Для периода осеннего охлаждения характерна гомотермия вплоть до появления льда, когда температура принимает значения, близкие к 0°С, по всей глубине, что связано с ветровым перемешиванием водной массы мелководного водохранилища. Зимой при ледоставе в проточных районах возникшая с осени гомотермия сохраняется при температуре, близкой к 0°С в малопроточных происходит постепенное прогревание придонных слоев воды и установление обратной стратификации. В нижних бьефах прогрев воды весной и охлаждение осенью отстают по срокам от естественных условий на 5—10 дней. В связи со сбросом из водохранилища вод, более теплых осенью и более холодных весной, годовая амплитуда колебаний температуры меньше по сравнению с амплитудой колебаний температуры воды рек в естественном состоянии. [c.400]

Рис. 3.11.3. Влияние устойчивой термической стратификации на параметры теплообмена и поверхностного трения [45].

Турбулентность ветрового потока зависит от шероховатости подстилающей поверхности, термической стратификации атмосферы, а также вихрей, образующихся при обтекании препятствий. Изменение интенсивности турбулентности потока сказывается на распределении скоростей за препятствиями и на распределении концентрации примеси, что учитывается при расче- [c.106]

Аналогичные течения около поверхностей, погруженных в линейно стратифицированную среду, изучали также авторы работ [35, 36, 44, 53]. В этих исследованиях термическая стратификация не изменялась с течением времени. Но в любых реальных условиях вертикальная диффузия тепла приводит, как [c.143]

Как и следовало ожидать, теплоотдача увеличивается с ростом 5, причем это влияние сильнее проявляется при меньших Рг, а трение уменьшается. Это означает, что коэффициент конвективной теплоотдачи в условиях термической стратификации возрастает. При заданной разности темпе- [c.147]

На рис. 3.11.5 показаны рассчитанные профили скорости и температуры. Характер зависимостей почти такой же, как в случае вертикальной поверхности в термически стратифицированной окружающей среде. Во внешней части течения появляется дефект температуры. Этот дефект увеличивается с возрастанием уровня стратификации и с удалением рассматриваемого сечения от источника. Скорость на оси, как и предполагалось, уменьшается с возрастанием S. На рис. 3.11.6 показано изменение скорости и температуры на оси в зависимости от х — координаты вдоль потока. В случае изотермической окружающей среды (S = 0) эти параметры изменяются на большом расстоянии от источника пропорционально х (скорость) и хг (температура), как это следует из автомодельного решения. При 5 >0 выталкивающая сила уменьшается в направлении течения быстрее из-за увеличения окружающей температуры и в конце [c.150]

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]

В статье [14] сделаны численные расчеты ламинарных осесимметричных свободных течений в термически стратифицированных средах. На рис. 4.5.3 и 4.5.4 показаны соответственно зависимости температуры и скорости вдоль оси теплового факела, образованного небольшим диском, температура которого 0- Параметр стратификации 5 и безразмерные величины определены выражениями (3.11.9) и (3.11.10). [c.202]

Качественные наблюдения течения над нагретым диском конечного размера (случай to > t o) показали, что рассмотренные выше физически реальные горизонтальные радиальные течения на бесконечно протяженной поверхности неприменимы для малых дисков. Наблюдались радиальные течения, направленные вовнутрь, и обнаружена неустойчивость течения. Наблюдаемые явления связаны с влиянием краевых эффектов и механизмами термической неустойчивости, характерными для неустойчивой стратификации. При to < t o можно предполагать, что и для малых дисков существуют устойчивые течения, направленные вовне. [c.237]

Отрыв, возникающий из-за неустойчивой термической стратификации в области течения. Этот второй тип отрыва потока показан на рис. 5.8.5 [131]. Вначале течение, направленное [c.322]

Причиной отрыва такого типа является направленная вверх нормальная составляющая выталкивающей силы В . Она является движущей поток силой, но в то же время увеличивает неблагоприятную стратификацию в области распространения тепла. Это создает термическую неустойчивость. Предполагается, что неустойчивость, вызывая раннее усиление возмущений, приводит к наблюдаемому свертыванию продольных вихрей, как описано в статьях Гебхарта [55, 56]. По-видимому, аналогичные механизмы возникают в потоках на нагретых поверхностях при различных углах наклона. Они подробно обсуждаются в разд. 11.12.2. [c.324]

Возвращаясь к случаю совместного тепло- и массообмена, когда имеются две составляющие выталкивающей силы, рассмотрим вначале уравнения (6.3.3) — (6.3.5). Прежде всего пренебрежем членами с вязкой диссипацией, давлением, источником тепла и членом, учитывающим влияние стратификации, в уравнении энергии, а также членом, учитывающим влияние стратификации, и членом с источником компонента в уравнении переноса массы. Известно, что в случае только термической конвекции автомодельные решения получаются при [c.348]

Напомним, что при малых разностях концентрации основные уравнения концентрационной конвекции не отличаются от соответствующих уравнений термической конвекции. Условия автомодельности для функций е х) = Со — Соо и г х)=Соо — С г идентичны условиям для функций d(x) и Цх) в случае термической конвекции. Таким образом, все решения, полученные в гл. 3 и 4 для теплообмена при наличии температурной стратификации, применимы и для концентрационной стратификации с соответствующей заменой переменных. [c.415]

В воде, покрытой льдом, развивается обратная термическая стратификация, в результате которой образуется незначительный слой (порядка 5 мм) холодной воды температурой О—3 °С на основной водной массе, температура которой 4 °С. [c.512]

Прежде всего, заметим, что скачок невозмущенного температурного фадиента может либо стабилизировать, либо дестабилизировать слой, в зависимости от значений параметров задачи. При h < 0,4 эта особенность термической стратификации в целом оказывает стабилизирующий эффект при увеличении 7 от стандартного значения 7 = I критическое [c.202]

В обсуждавшихся в предыдущих разделах решениях задачи о переносе тепла и корреляционных формулах предполагается изотермичность окружающей массы жидкости. Но довольно часто окружающая жидкость заметным образом термически стратифицирована. Как и в случае вертикальных течений, рассмотренных в разд. 3.11, стратификация изменяет условия переноса тепла. Но оценить эти изменения для невертикальньгх течений, как правило, намного труднее, чем для вертикальных. Автомодельных решений нет, и применяются приближенные методы. Исключением является классическое решение Прандтля [136] для течения около бесконечной стенки, отклоненной на угол 0 от вертикали, когда температура поверхности выше или ниже на постоянную величину — to , чем температура /оо устойчиво и линейно стратифицированной окружающей среды. [c.293]

Действие внешних факторов сказывается прежде всего на структуре течения в ядре турбулентного потока, но слабо проявляется вблизи стенки. К ним относятся, например, такие существенные в техническом отношении факторы как положительный или отрицательный продольный градиент среднего давления, кривизна обтекаемой поверхности, степень турбулентности набегающего потока, термическая стратификация жидкости. [c.206]

Приземный слой атмосферы обычно моделируют [74] однородным по горизонтали и стационарным в среднем турбулентным течением, ограниченным снизу горизонтальной плоскостью. Напряжение сдвига т в приземном слое также считается постоянным. Существенное отличие от рассмотренных в п. 11.1 пристеночных течений состоит в наличии в приземном слое термической стратификации— температурной неоднородности по высоте слоя в поле [c.196]

Мы отвлекаемся здесь от влияния термической стратификации. Совместный учет термической стратификации и стратификации взвесью можно найти в работе [16] он существенно усложняет результирующие соотношения. [c.200]

Период зимнего охлаждения начинается с момента установления обратной термической стратификации. В начале этого периода, до замерзания, в больших по площади, но мелководных озерах охлаждение всей водной массы происходит очень интенсивно, чему способствует ветровое перемешивание. Запасы тепла в таких озерах быстро истощаются и водоемы замерзают при очень низкой температуре всей воды в озере (например, оз. Ильмень). [c.367]

Без особого труда определяются условия существования автомодельных решений уравнений с учетом вязкой диссипации, давления и стратификации. Методика их определения и результаты остаются точно такими же, как в гл. 3. Например, при изменении разности концентраций по степенному закону автомодельные решения в случае термической и(или) концентрационной стратификации окружающей среды существуют, если Цх) и г х) изменяются так же, как d x) и е(х). Если учитывается член с давлением, то автомодельность достигается только при n = 1. При учете вязкой диссипации в уравнении энергии автомодельных решений не существует. В оставшейся части данного раздела и в последующих разделах рассматривается степенной закон изменения без учета влияния давления и вязкой диссипации. Преобразуя уравнения (6.3.3) — (6.3.6), получаем [c.349]

Стратификация среды, обусловленная только изменением температуры (температурная, или термическая, стратификация), рассматривалась в гл. 3 и 4. Было показано, что заданная стратификация, определяемая величиной dp-x/dx, устойчива при условии dpoojdx <. драо/дх) S (см. соотношение (3.6.7)). Для [c.414]

Каховское водохранилище (площадь 2150 м ) характеризуется следующими гидрологическими показателями НПГ — 16,0 м средняя глубина — 8,5 м площадь мелководий — 5% водообмен — 2—3 раза в год. По сезонам года наблюдается термическая стратификация по высоте геотермия проявляется осенью вследствие ветрового перемешивания. Минерализация воды определяется расположенными выше по течению водохранилищами все лето в приплотинной части вода имеет повышенную минерализацию минимум приходится на осень и зиму. Уменьшилась амплитуда колебаний минерализации воды. По продольной оси разница в минерализации существует во все сезоны года, по высоте она отсутствует. Газовый режим, углекислотное равновесие и pH воды изменяются по сезонам года так, как в Кременчугском водохранилище, что связано с интенсивным протеканием биологических и биохимических процессов в водохранилище, а также повышенным поступлением биогенных элементов из расположенных выше по течению водохранилищ. [c.245]

На глубоких озерах образование ледового покрова способствует вертикальной стратификации воды по ее плотности. Это явление приводит к своеобразному термическому режиму, пр котором не наблюдается весенней и осенней гомотермии. Таким оз ом, например, является Доронинское (см. табл.- 1) Вода его придоииого слоя, обладая значи- [c.163]

Поэтому без особых на то оснований не следует брать пробу воды вблизи устья крупных притоков, в обособленных участках мелководья, заливах, бухтах и тому подобных местах. Пробы воды в озере берут на разных горизонтах и как минимум на двух у поверхности (0,2—0,5 м) и у дна (0,5 м от дна). На промежуточных горизонтах пробы воды берут в зависимости от существующего в это время распределения слоев воды с различной температурой. В таких случаях пробы воды следует брать в зависимости от положения температурного скачка одну пробу выше слоя скачка, одну пробу в слое скачка и одну ниже. В последнем слое в зависимости от глубины озера иногда следует брать несколько проб (для глубоких озер). В цеяях сравнимости результатов химического анализа проб воды следует установить стандартные горизонты 0,5, 2, 5, 10, 20, 30, 50 и 100 м, сообразуясь при этом с термической стратификацией. [c.10]

Период летнего нагревания начинается с момента возникновения прямой стратификации (температура уменьшается с глубиной) во всем озере. По мере нагревания озера в условиях прямой (устойчивой) стратификации разность температур и плотностей воды между поверхностными и глубинными слоями, особенно в безветренную погоду, резко возрастает. Конвекция, возникающая при ночном охлаждении, выравнивает температуру лишь в сравнительно тонком поверхностном слое. В результате в верхнем, прогретом слое воды устанавливается более или менее одинаковая температура. В нижних глубинных слоях сохраняются холодные весенние воды с плавным изменением температуры. Между теплым и холодным слоями возникает промежуточный, сравнительно тонкий слой с резким падением температуры с глубиной, иногда до 8—10°С на 1 м. Слой этот известен как слой температурного скачка, или металимн и он а. Слой воды, расположенный выше металимниона, называется эпилимнионом, а ниже него — г и п о л и м н и о н о м. Подобное термическое расслоение на три хорошо выраженные термические зоны (эпилимнион, мета-лимнион и гиполимнион) в период летнего нагревания характерно для многих озер (рис. 131). [c.366]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология