Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Коэффициент турбулентного переноса количества движения

    Здесь Лт и Хт — коэффициенты турбулентной вязкости и турбулентной теплопроводности, которые характеризуют перенос количества движения и тепла за счет поперечных пульсаций скорости. I [c.322]

    Отсюда и и / можно толковать как осредненные во времени величины. Два параметра и имеют такую же размерность, как и кинематическая вязкость V, и называются коэффициентами турбулентной вязкости и переноса тепла. Следует помнить, что эти параметры являются сложными функциями расстояния от стенки, критерия Рейнольдса и других переменных. Аналогия Рейнольдса требует, чтобы коэффициенты турбулентного переноса количества движения (г ) и тепла (е ) были равны. Это легко видеть, если разделить уравнение для турбулентного теплового потока на уравнение напряжения трения при турбулентном режиме. Результат будет такой  [c.277]


    Абсцисса будет та же (г/+), как и на графике рис. 6-20. На рис. 8-12 показаны такие кривые распределения температуры для различных значений критерия Прандтля. Кривая для Рг=1 идентична универсальной кривой распределения скорости, когда коэффициенты турбулентного переноса количества движения и тепла равны. Построение кривых распределения температур по опытным данным описанным методом дает возможность проверки правильности допущений, принятых при изложении теоретических выкладок настоящего раздела. [c.284]

    В правой части уравнения (9-1а) выражение в скобках представляет собой сумму молекулярного и турбулентного коэффициентов переноса тепла подобное выражение в уравнении (9-2а) есть сумма кинетических коэффициентов молекулярного и турбулентного переноса количества движения. [c.286]

    Это различие в законах изменения коэффициента к связано с тем, что непосредственное влияние вязкости жидкости на сопротивление в турбулентном потоке гораздо меньше, чем в ламинарном. Если в последнем потери напора на трение прямо пропорциональны вязкости (см. 1.22), то в турбулентном потоке, как это следует из формул (1.55) и (1.95), эти потери пропорциональны вязкости в степени 1/4. Основную роль в турбулентном потоке играют перемешивание и перенос количеств движения. [c.98]

    В параграфе 1.4.3 отмечалось, что коэффициент трения является функцией числа Ке. Этот факт не случаен, ибо это число определяет режим движения жидкости, который, в свою очередь, оказывает существенное влияние на величину напряжений трения. Действительно, при ламинарном режиме частицы жидкости, двигаясь вдоль стенки без перемешивания, не участвуют в обмене количеством движения между двумя соседними слоями. Перенос количества движения из одного слоя в другой осуществляется на молекулярном уровне, и скорость в направлении радиуса трубопровода возрастает медленно (рис. 1.34). В случае турбулентного режима перемешивание частиц жидкости приводит к более быстрому возрастанию скорости, так как к молекулярному переносу количества движения добавляется молярный, то есть перенос крупными частицами (молями). [c.53]

    Кроме подобия между процессами диффузии и теплопередачи суш ествует еш,е глубокая аналогия между механизмом этих двух процессов и механизмом процесса переноса количества движения, которым определяется сопротивление движению газа или жидкости. В отсутствии турбулентности интенсивность всех трех процессов характеризуется коэффициентами молекулярного переноса. [c.26]


    Так как перенос количества движения, энергии и массы при турбулентном движении жидкости происходит по единому механизму, коэффициент турбулентной диффузии можно выразить через длину пути смешения I соотношением, аналогичным (11.60)  [c.420]

    Мерой интенсивности переноса какого-либо свойства являются соответствующие коэффициенты турбулентного обмена, которые обозначены для переноса количества движения — ет," тепла — е, массы — Вт- [c.97]

    Если скорость в трубке увеличилась выше определенного предела, то в потоке жидкости появляются турбулентные вихри и сопротивления потоку становятся значительно больше, чем вычисляемые по уравнению (11-11). Перенос количества движения, вызванный вихрями, существенно увеличивает локальное сдвиговое давление при данном градиенте скорости. Этот эффект можно учесть, введя дополнительную вихревую вязкость . Но величина вихревой вязкости в сильной мере зависит от расстояния до стенки и поэтому решение становится сложным (даже если оно формально возможно). На практике обычно проводят одновременный анализ как изменения скорости в различных участках потока, так и сопротивления потоку. Сопротивление потока выражают через коэффициент трения (Р), который определяется выражением [c.87]

    Полученные данные о существенном влиянии закона движения жидкости на расходные характеристики гидроциклонов объясняют некоторые опытные факты. Во всех случаях, когда благодаря турбулизации из-за переноса количества движения вдоль радиуса и других причин значение п уменьшается, расход через гидроциклон увеличивается. Опытные данные показывают, что увеличение концентрации пульпы [5], увеличение размеров циклона (повышение турбулентности потока) увеличивают коэффициент расхода. [c.12]

    Большинство промышленных процессов, при протекании которых существенную роль играет массопередача, связаны с турбулентными потоками жидкостей и газов, и строгие методы, которые часто оказывается возможным использовать для анализа неподвижных или ламинарно текущих сред, становятся неприменимы. Однако в результате проведения обширных исследований по механике жидкостей и газов накоплен большой объем информации, касающейся переноса количества движения в турбулентном потоке. Были предприняты многочисленные попытки расширить описанные выше аналогии таким образом, чтобы известные закономерности из механики жидкостей и газов удалось использовать для корреляции и предсказания коэффициентов массо- и теплоотдачи, когда поток турбулентен. [c.183]

    Независимо от физической сущности коэффициентов турбулентного переноса, уравнения переноса количества движения и массы в проекции на ось а имеют вид [c.426]

    В [1, 71] механизм массопереноса в турбулентной пленке жидкости при наличии газового потока или градиента поверхностного натяжения исследован на основе рещения уравнений переноса количества движения и массы с учетом входных эффектов и при условии, что турбулентный перенос изменяется по длине пленки жидкости, причем искомой величиной была поверхность пленки жидкости Общее выражение для коэффициента массоотдачи [c.429]

    В заключение отметим следующее обстоятельство. Математическая формулировка задачи, приведенная в 5-1, записана для ламинарного пограничного слоя, так как не учтены коэффициенты турбулентного переноса теплоты и количества движения. Полагают, что Ят и [Хт зависят от тех же величин, от которых зависят поля осредненных скоростей и температуры. Тогда согласно теории размерностей полученная система чисел подобия справедлива и для турбулентного течения. Конечно, входящие в числа подобия значения температур и скоростей уже будут осредненными во времени. [c.165]

    Величину Ргт называют турбулентным числом Прандтля. Как показано в 4-5, кинематические коэффициенты турбулентного переноса теплоты и количества движения ец и es зависят от параметров процесса турбулентного течения. Вследствие этого в общем случае турбулентное число Прандтля также может являться параметром процесса. С учетом (7-15) и (7- 6) дифференциальные уравнения энергии (4-44) и движения (4-45) для турбулентного пограничного слоя примут вид  [c.192]

    Подобно тому как количества движения и тепла переносятся благодаря движению отдельных частиц жидкости, может переноситься и масса. Мы видели, что скорость этих процессов переноса, вызванных перемешиванием объема жидкости, может быть выражена коэффициентом турбулентной кинематической вязкости, коэффициентом турбулентной температуропроводности и коэффициентом турбулентной диффузии. Последнюю величину можно связать с длиной пути перемешивания, которая в данном случае равна одноименной длине, введенной в связи с переносом количеств движения и тепла. В самом деле, аналогия между тепло-и массопередачей настолько явная, что уравнения, выведенные для теплопередачи, часто применимы к массопередаче при простом изменении обозначений. Мы отсылаем читателя к гл. 7 и 25. [c.443]


    Аннотация. Глава разделена на четыре части. В первой рассматривается турбулентное течение в трубах. Механизм переноса количества движения и тепла иллюстрируется рис. от 9-1 до 9-4. Рис. 9-5 и 9-7 свидетельствуют об аналогии между переносом количества движения и тепла. Коэффициенты теплоотдачи определяются в зависимости от массовой скорости, физических свойств, длины и диаметра трубы. Приводятся расчетные зависимости и номограмма, а также иллюстрирующие примеры. Во второй части рассматривается ламинарное течение, в третьей— переходная область. В четвертой части разобрано течение в зазорах, слоевое течение под влиянием силы тяжести, течение в прямоугольных каналах и течение у плоских поверхностей. [c.279]

    Левич [201 рассматривает вязкий пограничный слой, в котором турбулентное движение не исчезает внезапно, а постепенно затухает по мере приближения к стенке или поверхности раздела фаз при этом коэффициент турбулентной диффузии уменьшается и у самой поверхности становится равным нулю. В большей части вязкого слоя, несмотря на малую величину турбулентных пульсаций, ими переносится большее количество вещества, чем путем молекулярной диффузии. Лишь в пограничном диффузионном слое коэффициент турбулентной диффузии становится меньше коэффициента молекулярной диффузии, причем молекулярный перенос начинает преобладать над турбулентным. [c.103]

    Перенос вещества, тепла и количества движения может происходить с одной стороны путем молекулярного, с другой — посредством турбулентного обмена. Интенсивность молекулярного переноса характеризуется коэффициентами диффузии температуропроводности а и кинематической вязкости V. Интенсивность турбулентного переноса характеризуется величиной коэффициента турбулентного обмена Л, определяемого формулой (1,15). Значение его одинаково для переноса всех трех упомянутых выше величин. Таким образом, пока мы имеем дело только с турбулентным переносом, всегда существует полное подобие между-диффузией, теплопередачей и гидравлическим сопротивлением. Нарушение подобия возникает только тогда, когда становится существенным молекулярный перенос. Напишем выражения для диффузионного потока, теплового потока и касательного напряжения, выделив члены, отвечающие молекулярному и турбулентному переносу  [c.227]

    В условиях вязкого подслоя турбулентных потоков интенсивность турбулентного переноса тепла, массы и количества движения мала и при одинаковых значениях коэффициентов молекулярного переноса О, а и г(Рг = 5с- 1) совместное решение уравнений [c.101]

    В турбулентных потоках интенсивность переноса массы, тепла и количества движения определяется в основном коэффициентами турбулентной диффузии Д, температуропроводности и вязкости Все они имеют одинаковую природу (связаны с турбулентными пульсациями скорости) и по величине очень близки, а уравнения турбулентного переноса массы, тепла и количества движения имеют одну и ту же форму. Поэтому для определения скорости массопереноса широко используется аналогия не только с процессами переноса тепла (см. уравнения (5.2.3.9)), но и с процессами переноса импульса (гидродинамическая аналогия). Известные в литературе многочисленные гидродинамические аналогии устанавливают связь между коэффициентом массоотдачи и коэффрщиентом трения турбулентного потока, который в экспериментах определяется значительно проще. [c.293]

    Для того чтобы система могла оставаться в стационарном состоянии, т. е. чтобы можно было использовать уравнение (1.28), плоскость у = у должна сохранять фиксированное расстояние у от грани кристалла. Это условие часто не соблюдается на практике, поскольку обычно закреплен сам кристалл, а грань кристалла движется по отношению к плоскости у = у. Однако в ряде случаев возможно корректное применение теории. При турбулентном переносе часто полагают, что имеет место молекулярная диффузия через ламинарный слой постоянной толщины. Уравнения (1.28) — (1.29), следовательно, в этом случае могут применяться. Рассмотрим другой случай, для которого справедлива эта теория, — когда расстояние, которое проходят диффундирующие молекулы, достаточно велико. При атом движением грани кристалла можно пренебречь. Этот случай положен в основу хорошо известного метода определения коэффициентов диффузии паров в воздухе. Небольшое количество жидкости помещают на дно длинной узкой трубки, открытой в верхней части. Концентрацию паров у открытого конца полагают [c.33]

    При конденсации на длинных трубах коэффициент теплоотдачи начинает возрастать [19]. В этом случае плотность теплового потока и касательные напряжения на стенке могут быть описаны уравнениями (4.41) и (3.33). Эти уравнения учитывают перенос тепла и количество движения за счет турбулентных пульсаций. [c.145]

    Соответственно турбулентный перенос в единицу времени через еди,-ницу площади числа частиц, тепла или количества движения определяется произведением коэффициента турбулентного обмена на соответствующий градиент данной величины перенос числа частиц  [c.46]

    Уравнение (12.22а) представляет собой математическое выражение та1 называемой аналогии Рейнольдса между процессами переноса количества двп-жения и тепла. Согласно уравнению (12.22а), отношение потока энергии, переносимого турбулентной жидкостью или газом в направлении движения, к потоку энергии, передаваемому от движущейся среды к твердой стенке, равно отношению аналогичных потоков количества движения. Заменим величину ( ) в уравнении (12.22а) величиной < Vz) , имея в виду, что в случае тт булентных течений в трубах такая замена может вносить относительную ошибку, не превышающую 5%. Кроме того, введем в рассмотрение коэффициент теплоотдачи а [c.356]

    Идя дальше по пути аналогии с кинетической теорией газов, мы видим, что кажущаяся вязкость, связанная с турбулентным движением, выражается в виде QE, а коэффициент турбулентной теплопроводности — в виде произведения qs. Численное значение е может быть получено только на основании опытных данных. Обычно величина е в процессах переноса тепла и количества движения имеет различные значения. [c.284]

    Если предположить, что механизм турбулентного обмена количества движения массы и тепла одинаков, то при этом, как видно из сравнения выражений (6-34), (6-43) и (6-45а), одинаковыми получаются 8т, Ё5 и 8т- Однако ОПЫТЫ показзли, что коэффициенты турбулентного обмена при переносе количества движения и при переносе тепла или примеси не совпадают, в частности, в случае свободной турбулентности Ед1ет—2, а Ет=Ед. По теории переноса завихренности коэффициент турбулентного обмена получается больше, чем по теории переноса количества движения, поэтому теория Г. Тейлора дает лучшее совпадение с опытными данными по коэффициентам переноса. [c.97]

    Соотношение турбулентных коэффициентов переноса количества движения и теплоты определяется численным значением турбулентного критерия Прандтля Ргтурб = турб/атурб- По данным разных авторов, Ргтурй может иметь значения от 0,5 до 1 и оставаться постоянным или изменять значение в поперечном направлении турбулентного потока. Обычно считают, что критерий Ргтурб примерно постоянен по сечению турбулентного потока и его значение близко к единице (это означает подобие профилей скорости и температуры в турбулентном потоке теплоносителя). [c.65]

    Введение коэффициентов турбулентного обмена еще не дает возможности решить систему уравнений Рейнольдса, так как при этом одни неизвестные величины (турбулентные напряжения) заменяются другими (коэффициентами турбулентного обмена). Снова оказываются необходимыми дальнейшие гипотезы относительно этих величин. Правдоподобные же предположения о характере изменения коэффициентов турбулентного обмена строить достаточно трудно. Первая попытка связать коэффициенты турбулентного обмена с осредненными параметрами среды принадлежит Л. Прандтлю [15]. По аналогии со средней длиной свободного пробега молекул в кинетической теории газов Прандтль ввел для турбулентного потока характерную длину Z, которую он назвал путем смешения. На протяжении пути I определенное свойство потока, заключенное в конечном объеме жидкости, принимается неиз-емнным. Затем рассматриваемое свойство потока меняется скачком. На этой основе Прандтль разработал теорию переноса количества движения, при- [c.438]

    Чтобы проинтегрировать уравнения (7-17) и (7-18), необходимо иметь сведения о коэффициентах турбулентного переноса теплоты и количества движения. Можно воспользоваться интегродифференциаль-ными уравнениями (7-3) и (7-5), но для этого необходимо знать, в частности, распределения скорости и температуры в турбулентном потоке. [c.192]

    Простой вид уравнений тепловых балансов (3.99), строго говоря, соответствует предположениям об отсутствии тепловых потерь в окружающую среду, т. е. о том, что вся теплота, отданная горячим теплоносителем, воспринимается на элементе df холодным теплоносителем и идет на повышение его температуры на величину dt . Считается также, что в массе теплоносителей отсутствуют фазовые превращения, при которых выделение (или поглощение) значительного количества теплоты фазового перехода происходит без изменения температуры. Кроме того, уравнения тепловых балансов (3.99) справедливы лишь в случаях, когда можно пренебречь переносом теплоты в направлении движения теплоносителей за счет теплопроводности и турбулентного переноса по сравнению с конвективным переносом, представленным в уравнениях (3.99). Последнее обычно справедливо при движении теплоносителей со значительными скоростями, принятыми для эксплуатации ТОЛ (для капельных жидкостей 0,25-2,5 м/с, для газов и перегретых паров 5-30 м/с). Однако, например, для жидкометаллических теплоносителей с высокими значениями коэффициентов теплопроводности (X = 5-420 Вт/(м К)), проходящих через ТОЛ с малыми скоростями вследствие значительной их вязкости, кондуктивный перенос теплоты (-Xgradi) вдоль поверхности теплообмена может оказаться сравнимым с конвективным переносом Gt). В этом случае в простые балансовые соотношения (3.99) должны вводиться дополнительные слагаемые кондуктивного переноса. Сделанные здесь замечания существенны потому, что последующие выкладки с использованием уравнений (3.99) и, следовательно, формула (3.105) для вычисления средней разности температур теплоносителей, строго говоря, справедливы лишь при выполнении отмеченных здесь условий. [c.269]

    Аналогия между переносом массы, тепла я механической энергии (количества движения). Сопоставляя рис.. УП-8 и Х-5, можно заметить принципиальное сходство между профилями изменения скоростей, температур и концентраций. Это указывает на то, что в определенных условиях существует аналогия между механизмами переноса массы, тепла в механической энергии. В ядре турбулентного потока, движущегося внутри трубы (канала), при перемешивании под действием турбулентных пульсйций происходит выравнивание скоростей частиц, а в процессах тепло- и массопереноса — выравнивание соответственно температур и концентраций. В пределах же пограничного подслоя, где действие турбулентных пульсаций становится пренебрежимо малым, наблюдается резкое падение скоростей, а также -температур и концентраций. При этом в общем случае толщины гидродинамического, теплового и диффузионного пограничных подслоев не одинаковы. Их толщины совпадают, когда равны величины кинематической вязкое V, коэффициента температуропроводности а и коэффициента молекулярной диффузии О. Как известно, значениям а п Е> пропорциональны соответственно количества переносимых массы, тепла и механической энергии в пограничном слое. Таким образом, аналогия между указанными процессами соблюдается при условия, что = а — О. [c.404]

    Наконец, подобно тому как коэффициент молекулярного переноса определяется произведением длины свободного пробега на среднюю скорость движения молекул ск, так и турбулентный перенос тепла, материи и количества движения определяется произведением эквивалентных им величин — масштаба "турбулентности и пульсационной скорости — так называемым коэффициентом турбулентного обмена [c.46]

    Вдали от поверхности тела имеется область развитой турбулентности, являющаяся областью постоянной концентрации. Ближе к телу, в турбулентном пограничном слое, происходит медлен1 ое, подчиняющееся логарифмическому закону, уменьшение средней скорости и концентрации. В этой области молекулярная вязкость и диффузия не играют замет1Юй роли. Количество движения и в1щество переносятся турбулентными пульсациями. Еще ближе к стенке, в вязком подслое, турбулентные пульсации становятся столь малы ли, что количество движения, переносимое молекулярной вязкостью, оказывается большим, чем количество движения, переносимого турбулентными пульсациями. Поскольку, однако, коэффициент диффузии О в тысячу раз [c.152]

    Толщина пленки конденсата и гидродинамический режим течения этой пленки по охлаждаемой поверхности зависят от соотношения сил тяжести, вязкого трения, инерции, а также от количества образующегося конденсата и расположения поверхности конденсации по отношению к вертикали. Ламинарное течение пленки при конденсации неподвижного пара имеет место до критического значения числа Рейнольдса Ре р = б/т 5 400, где ы —средняя скорость движения конденсата по поверхности б — локальная толщина пленки — кинематический коэффициент вязкости конденсата. При больших значениях Ре пленка турбулизируется и в ней появляется интенсивный турбулентный перенос в поперечном направлении. [c.81]

    Решение уравнения (П, 28) для ламинарного движения при пленочном течении жидкости рассмотрено на с. 392. Анализ этого уравнения для турбулентного движения показывает, что вдали от поверхности раздела фаз С = onst вблизи этой поверхности существует область (вязкий пограничный слой), в которой происходит затухание турбулентных пульсаций по мере приближения к поверхности. При этом коэффициент турбулентной диффузии уменьшается и у самой поверхности становится равным нулю. Однако в большей части вязкого слоя, несмотря на малую величину турбулентных пульсаций, ими переносится большее количество вещества, чем путем молекулярной диффузии. Лишь в небольшой зоне вязкого слоя (пограничный диффузионный слой) коэффициент турбулентной диффузии становится меньше коэффициента молекулярной диффузии и молекулярный перенос начинает преобладать над турбулентным. [c.80]

Смотреть страницы где упоминается термин Коэффициент турбулентного переноса количества движения: [c.227]    [c.385]    [c.9]    [c.389]    [c.49]    [c.63]    [c.206]    [c.146]    [c.487]    [c.275]   
Теплопередача (1961) -- [ c.285 , c.297 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Количество движения

Коэффициент движения

Коэффициент переноса

Коэффициент турбулентной

Турбулентный перенос



© 2025 chem21.info Реклама на сайте