Поток ламинарный, вязкое напряжение

Величина А по аналогии с коэффициентом вязкости в законе трения для вязкой жидкости Ньютона рассматривается как коэффициент некоторой воображаемой турбулентной вязкости. Соответственно величина Л/р = бт, рассматриваемая как коэффициент кажущейся кинематической вязкости турбулентного течения, называется коэффициентом турбулентного обмена. Коэффициент турбулентной вязкости во много и даже сотни раз превышает коэффициент вязкости ламинарного течения. Только в непосредственной близости к стенке величина А сравнима с величиной х, причем на самой стенке /4=0. В связи с этим в потоке, кроме области, непосредственно примыкающей к стенке, и в свободных потоках можно пренебрегать вязкими напряжениями по сравнению с турбулентными. [c.94]

Как уже указывалось, в турбулентном потоке можно выделить турбулентное ядро и ламинарный подслой. В турбулентном ядре полное касательное напряжение равно сумме вязкой и турбулентной составляющей. В ламинарном подслое полное касательное напряжение равно вязкой составляющей, которая, как это следует из (2.15), линейно зависит от расстояния до стенки Поскольку толщина ламинарного подслоя мала по сравнений) с радиусом трубы, на основании (2.15) можно приближенно положить [c.69]

Для ламинарного течения напряжение дается равенством (94-1), определяющим закон Ньютона для вязкого течения. Однако в турбулентном течении имеется дополнительный механизм переноса импульса, обусловленный тем фактом, что случайные флуктуации скорости стремятся передавать импульс в область с меньшим количеством движения. Таким образом, полное среднее напряжение, или лоток импульса, равно сумме вязкого и турбулентного потоков импульса [c.320]

В испарителях с жестко закрепленными лопастями жидкость движется по поверхности корпуса в виде пленки под действием двух сил касательной, обусловленной динамическим воздействием ротора на жидкость, и нормальной, обусловленной действием силы тяжести. В результате жидкость движется сверху вниз по спирали. Вертикальная и горизонтальная составляющие скорости определяются силами вязкого трения и тяжести. Поскольку вязкость изменяется по высоте аппарата вследствие изменения состава раствора и температуры, соответственно изменяется вертикальная составляющая скорости. С увеличением вязкости раствора она уменьшается, что приводит к увеличению толщины пленки жидкости и соответствующему возрастанию задержки — объема жидкости, находящейся в аппарате. Если толщина пленки жидкости меньше зазора между лопастями и корпусом аппарата, то касательное напряжение, действующее на жидкость, обусловлено динамическим воздействием на нее вращающегося парогазового потока, которое при малой плотности последнего сравнительно невелико. При малых расходах жидкости образуется тонкая пленка, стекающая по стенке корпуса аппарата ламинарно. Если зазор между ротором и статором превышает толщину пленки, то лопасти ротора практически не оказы- вают на нее воздействия. Ламинарный режим течения пленки имеет место при Ке < 400. При этом толщина пленки определяется по теории Нуссельта [c.326]

Вязкое напряжение в ламинарном потоке определяется выражением Q——[ / i)x l ]dvy/dy, где и — коэффициенты соответственно сдвиговой и объемной вязкости. Влиянием объемной вязкости в процессах горения обычно пренебрегают. [c.35]

Характеристикой бингамовской пластичной жидкости (см. рис. П-74) может служить специфичный профиль поля скоростей йри движении в трубе. Для вязких жидкостей, как известно, характерно прямолинейное распределение касательных напряжений. Наибольшей величины напряжение достигает у стенки (ост). Как показано на рис. 11-76, только в пределах значений радиу са от Го до касательное напряжение о>ао- В этой зоне трубы поток будет ламинарным. В централь ной части трубы, в преде- лах значений радиуса до Го, касательное напряже- ние ст<ао, т. е. жидкость [c.169]

Течение в пограничном слое может быть и ламинарным и турбулентным [31]. Касательные напряжения в обтекаемом потоком пограничном слое твердой поверхности при турбулентном и ламинарном режимах по своей природе различны в ламинарном слое они определяются только вязким трением, а в турбулентном помимо вязкого трения существенную роль играют касательные напряжения, возникающие при обмене количеством движения между отдельными частицами жидкости вследствие их неупорядоченного движения. В результате турбулентного обмена скорость в турбулентном пограничном слое выше, чем в ламинарном. Этим объясняется, что профиль скоростей в турбулентном потоке более полный , чем в ламинарном. [c.43]

Используя аналогию с напряжением вязкого трения x l в ламинарном потоке, уравнение (6.7) можно представить в виде [c.79]

Работа сил сопротивления возникает всегда при движении вязкой жидкости (как при ламинарном, так и при турбулентном режимах) и связана с касательными напряжениями и вихревыми явлениями в потоке. [c.49]

Как уже упоминалось, при больших скоростях поток шлама теряет свой пластичный характер и становится турбулентным. Скорость, отвечающая этому переходу, может быть определена аналогично определению скорости вязких жидкостей на основе критерия Рейнольдса. Приблизительно можно принять, что критерий пластичного движения (соответствующего ламинарному для вязких жидкостей) Не 2000. Для турбулентного движения можно принять Ке ЗООО. В пределах 2000 < Ке < 3000 лежит переходная область. Для определения числа Рейнольдса необходимо знать вязкость жидкости, которая, как известно (рис. 2-21), для пластичных жидкостей не постоянна, а зависит от напряжения. Закон Пуазейля для данной жидкости имел бы вид [c.120]

Основные принципы работы вискозиметра с падающим коаксиальным цилиндром были изложены Сегелом [531 в 1903 г. В 1914 г. Покеттино [46] исследовал вязкость твердых пеков. Использованный им прибор был очень сложен в работе, но на нем удалось осуществить ламинарный поток, и вязкость была измерена в пуазах. В 1904 г. Трутон и Эндрюс [71] исследовали вязкие свойства твердых пеков и других материалов. Они использовали метод скручивания цилиндра из исследуемого материала. Целью их исследования было определить пропорциональность скорости скручивания приложенному скручивающему усилию и обратную пропорциональность скорости скручивания радиусу цилиндра в четвертой степени. При работе на этом приборе были неожиданно открыты следующие явления ojiaзaлo ь, что коэффициент вязкости для та-, ких тел, как пек, является функцией времени, а скорость сдвига при данном напряжении снижается с первоначальной до какого-то постоянного значения. Кроме того, было показано, что после удаления нагрузки наблюдается сдвиг в обратном направлении, который постепенно затухает до нуля. [c.106]

Характеристикой бингамовской пластичной жидкости (см. рис. П-74) может служить специфичный профиль поля скоростей Ьри движении в трубе. Для вязких жидкостей, как известно, харак терно прямолинейное распределение касательных напряжений. Наибольшей величины напряжение достигает у стенки (ост)- Как показано на рис. 11-76, только в пределах значений радиуса от Го до Я касательное напряжение а>0о- В этой зоне трубы поток будет ламинарным. В центральной части трубы, в преде лах значений радиуса до Го, касательное напряжение о<Оо, т. е. жидкость не будет обладать текучестью (см. рис. П-74). Таким образом, центральная часть ( ядро ) будет передвигаться как стержень из недеформирующегося твердого тела с постоянной местной ско ростью и в отсутствие градиента скорости. [c.169]

Рассмотрим конкретный практический пример ламинарного смешения. Жидкий компонент вводят в смеситель, содержащий расплав полимера в форме капель микроскопических размеров. Мы утверждаем, что то, что произойдет с каплями в потоке жидкости в начальной стадии смешения, не зависит от смешиваемости компонентов. Это объясняется тем, что при быстром растворении образуется тонкий (в лучшем случае) пограничный слой. Постепенно капли де формируются, подвергаясь воздействию локальных напряжений.. Поле напряжений неоднородно, поскольку компоненты смеси имеют различные реологические свойства (как вязкость, так и эластичность). Влияние поверхностного натяжения несущественно (соответственно несущественно и наличие или отсутствие четких границ раздела), Вязкие силы превышают поверхностное натяжение По мере деформации капель и увеличения площади поверхности раздела степень смешиваемости двух компонентов начинает играть все возрастающую роль. Для смешиваемых систем внутренняя диффузия способствует достижению смешения на молекулярном уровне, а в случае несме-шиваемых систем — вводимый компонент дробится на мелкие домены. Эти домены вследствие вязкого течения и под воздействием сил поверхностного натяжения достигают состояния, характеризуемого постоянной величиной деформации. Таким образом, для несме-шиваемых систем смешение начинается по механизму экстенсивного смешения и постепенно переходит в гомогенизацию. Морфология доменов, образующихся как в смесях, так и в сополимерах, является предметом интенсивных исследований [19]. [c.388]

При ламинарном режиме движения жидкости (для труб при Re < 2320) коэффициент трения практически не зависит от шероховатости поверхности, поскольку относительная шероховатость A/R (R — радиус трубы) при A/R С 1 мало влияет на профиль скоростей. При турбулентном режиме движения влияние шероховатости определяется соотношением размеров выступов Д и толщины вязкого подслоя бв- Если бв > Д, то жидкость в вязком подслое обтекает выступы и шероховатость практически не сказывается на значении X. Если же Д л бв или Д > бв, то выступы турбулизируют вязкий подслой и необходим дополнительный расход энергии на вихреобразование. Поскольку на начальных участках трубы по ходу потока имеется ламинарный пограничный слой, влияние шероховатости на начальных участках трубы относительно мало и в наибольшей мере сказывается в области развитого турбулентного режима. Согласно (II. 89), толщина вязкого подслоя уменьшается с увеличением значения Re (напряжение на стенке Отст при этом увеличивается). Следовательно, влияние шероховатости возрастает с повышением значения критерия Re. При больших Re влияние шероховатости превалирует над влиянием обычного вязкого трения. В связи с этим при турбулентном режиме движения различают область гладкого трения, в которой X зависит только от Re и не зависит от шероховатости поверхности, область смешанного трения, в пределах которой оказывают влияние оба фактора, т. е. X зависит и от Re и от шероховатости, и область шероховатого трения, или автомодельную, в которой X определяется только шероховатостью и не зависит от Re. [c.190]

Систему уравнений (1.4), (1.5) с приведенными граничными условиями в теоретической гидромеханике называют уравнениями пограничного слоя она может быть решена приближенными методами с необходимой точностью для случая стационарного обтекания полубесконечной плоской стенки ламинарным потоком вязкой жидкости. Техника решения состоит в том, что система уравнений в частных производных путем введения новых комплексных переменных сводится к одрюму дифференциальному уравнению третьего порядка относительно некоторой новой искомой функции. Получаемое уравнение оказывается нелинейным, но не содержит никаких параметров и поэтому может быть единожды решено численно. Приближенное решение дает возможность вычислять профили скорости в пограничном слое и градиенты продольной компоненты скорости в направлении, нормальном к поверхности. Значение поперечного градиента скорости, умноженное на коэффициент вязкого трения ц, дает величину касательного напряжения трения, необходимую для вычисления гидродинамических сопротивлений потоков вязкой жидкости. [c.9]

Пульсирующие объемчики имеют значительно большую массу по сравнению с массой молекул вещества, а также значительно больший путь пробега турбулентных пульсаций по сравнению с длиной свободного пробега молекул при их тепловом движении. Поэтому величины турбулентной вязкости и, соответственно, величины касательных напряжений обычно на несколько порядков превышают аналогичные (так называемые молекулярные) величины при ламинарном течении потока. Вследствие этого в турбулентном ядре потока эффектами обычной (молекулярной) вязкости, как правило, можно пренебречь. Аналогичная форма кинетических уравнений трения (1.13) и (1.36) обусловливает совпадение внешнего вида уравнений движения турбулентного потока вязкой жидкости с видом уравнений Навье - Стокса (1.29), полученных для ламинарных потоков вязких жидкостей. Для турбулентных потоков в уравнениях (1.29) или (1.30) вместо обычной молекулярной кинематической вязкости (у) следует использовать вязкость турбулентную а в качестве компонент скоростей потока - его усредненные по времени значения компонент скоростей и> ), и>у) и и> ). [c.55]

Рассмотренный нами ламинарный пограничный слой не охватывает всей совокупности явлений, возникаюш,их у поверхности тел, обтекаемых вязкой жидкостью. При увеличении Ке и толщины пограничного слоя структура его усложняется оставаясь ламинарным непосредственно у стенки, пограничный слой в большей своей части становится турбулентным. Точные решения дифференциальных уравнений турбулентного пограничного слоя еще не разработаны, и для его исследования применяются приближенные методы, основанные на уравнении количества движения. Отличный от ламинарного закон касательных напряжений в турбулентном потоке приводит к иному профилю изменения скоростей в пограничном слое в функции расстояния от стенки, чем это имеет место в ламинарном пограничном слое, и, следовательно, к иной функциональной зави-симосФи коэффициента трения от числа Ке. Однако течение жидкости в турбулентном пограничном слое подчинено тем же граничным условиям, Щ что и в случае ламинарного пограничного слоя. Отсюда, поведение тур- булентного пограничного слоя во многом сходно с Jлaминapным, т. е., обеспечивая обтекание контура тела в области отрицательных градиентов давления, турбулентный пограничный слой в области положительных градиентов давления в некоторой точке затормаживается и приводит к отрыву внешнего потока от контура обтекаемого тела с образованием вихревого гидродинамического следа. [c.137]

Ламинарный слой у стенки. Поток жидкости при движении в трубе может быть разделен на две области ламинарный слой у стенки, где проявляется по преимуществу вязкость, и основной поток, характеризующийся турбулентным сопротивлением. Хотя перёдод от области вязкого сопротивления к области турбулентного сопротивления в действительности постепенный, схематизируя явление, можно представить его происходящим на некотором расстоянии от стенки б, арактеризующимся равенством касательных напряжений вязкого и турбулентного сопротивлений. В соответствии с этим действительный профиль скоростей по сечению (рис. 78), представленный сплошной линией, может быть заменен схема -тичным, состоящим из двух участков прямолинейного — в области ламинарной пленки и криволинейного, — соответствующего турбулентйому движению. Оба участка пересекаются в точке а, характеризующейся значением скорости v . [c.139]

Методы измерения вязкости жидкостей разделяются на 3 группы 1) Способы измерения высоких вязкостей — от 10 — 10 и до пуаз и выше, основанные на измерениях касательного напряжения Р, поддерживающего (в условиях развития однородного сдвига с постоянной скоростью, т. е. стационарного ламинарного течения) заданную постоянную скорость сдвига (градиент скорости С = йУ (1у = Е/йг, где V — скорость сдвига, е — относительный сдвиг, I — время). Вязкость вычисляется из самого определения этой величины как т] = Р/( = Р1с1е/(11 (1). При этом может быть задана скорость сдвига С и затем измерено соответствующее касательное напряжение Р, или, наоборот, может быть задано Р и измеряться устанавливающаяся (постоянная во времени) скорость сдвига С 2) Методы онределения малых вязкостей (ниже 10—100 пуаз), основанные на измерении средних скоростей установившегося течения в потоке заданной формы, или скорости установившегося движения (падения) твердых тел определенной формы в практически безгранично вязкой среде эти методы наиболее легко осуществимы и широко распространены. 3) Методы определения малых и средних значений вязкости, основанные на измерении скоростей неустановившихсп движений наблюдение за затуханием амплитуды периодич. колебаний или уменьшением скорости апериодич. движения вследствие перехода кинетич. энергии в теплоту в результате внутреннего трения исследуе.мой среды. [c.291]

Основь/ гидравлического моделирования нестационарных тепловых процессов были разработаны Д. В. Будриным в 1932 г. [271, В. С. Лукьяновым в 1936 г. [28 Г. П. Иванцовым в 1945 г. [29], а электрического моделирования Л. И. Гутепмахером [30, 31] и в США В. Пашкисом. Идея гидравлическо го и электрического моделирования дифференциального уравнения теплопроводности основана на аналогии закона изменения температуры тела при нестационарном тепловом потоке и законов изменения уровня вязкой жидкости при ее ламинарном течении в капиллярной трубке (69) или изменения напряжения в электрическом проводнике (70) [c.58]