Течение ламинарное Ламинарное течение

Свойства переноса, содержащиеся в числе Ье, относятся к данному месту исследуемого течения независимо от того, является ли это течение ламинарным или турбулентным. Конечно, эффективные значения коэффициента диффузии и коэффициента теплопроводности в турбулентном течении значительно больше, чем в ламинарном однако эффект турбулентности должен привести число Льюиса к значению, очень близкому единице. Даже в ламинарных течениях число Льюиса обычно близко единице, если молекулярные веса газовых компонент не слишком различны (см. также разделы II,А и II,Г). [c.184]

Итак, характерное единообразие свойств процессов, охватываемых одной и той же областью автомодельности, в конкретном случае ламинарных течений проявляется с полной очевидностью. Разумеется, эта замечательная особенность, значительно упрощающая исследование, с необходимостью теряется при выходе за пределы того круга процессов, внутри которого они могут считаться автомодельными. Верхняя граница области ламинарных течений в достаточной степени размыта и было бы неправильно связывать ее с какими-то определенными значениями числа Рейнольдса. Во всяком случае, при некоторых значениях Re, зависящих от трудно учитываемых обстоятельств, ламинарный характер течения нарушается. Начинается переходная область, для которой 64 [c.64]

Итак, характерное единообразие свойств процессов, охватываемых одной п тон же областью автомодельности, в конкретном случае ламинарных течений проявляется с полной очевидностью. Разумеется, эта замечательная особенность, сильно упрощающая исследование, с необходимостью теряется при выходе за пределы того круга процессов, внутри которого они могут считаться автомодельными. Верхняя граница области ламинарных течений в достаточной степени размыта и было бы неправильно связывать ее с какими-то определенными значениями числа Рейнольдса. Во всяком случае, при некоторых значениях Не, зависящих от трудно учитываемых обстоятельств, ламинарный характер течения нарушается. Начинается переходная область, для которой характерно крайнее непостоянство свойств течений, вследствие чего невозможно установить никаких общих количественных закономерностей. При дальнейшем возрастании числа Не эта область сменяется областью турбулентных течений с устойчивыми, отчетливо выраженными свойствами. Для турбулентных течений (при всей сложности их свойств, обусловленной самой природой процесса) могут быть установлены зависимости, формально достаточно простые, которыми определяются некоторые важные особенности этих течений. [c.86]

Ламинарное течение. Простейший тип течения жидкости наблюдается в случае преобладающего влияния сил вязкости. В этом случае траектории движения частиц жидкости в поле потока почти параллельны друг другу при отсутствии вращательного движения частиц. Такое течение называется ламинарным. [c.44]

Переход от ламинарного течения к турбулентному — один из рассматриваемых видов нестабильности. Он широко известен и имеет важное практическое значение. Эксперименты показывают когда число Рейнольдса pdv r (где й — характеристический размер) достигает критического значения порядка 1000, течение параллельными струями (ламинарное) становится нестабильным (турбулентным) [c.29]

Допущения, на которых основана теория, заключаются в следующем а) течение ламинарно б) течение, установившееся во времени в) течение изотермическое г) жидкость несжимаема д) жидкость ньютоновская е) на стенке нет проскальзывания ж) инерционные силы в жидкости пренебрежимо малы по сравнению с силами вязкого сопротивления з) любое перемещение жидкости в на- [c.117]

Теперь, когда рассмотрен физический механизм течения, перейдем к математическому решению проблемы при следующих допущениях а) течение ламинарное б) течение изотермическое в) на стенках нет проскальзывания жидкости г) жидкость ньютоновская и несжимаемая д) гравитационные силы пренебрежимо малы е) течение полностью установившееся, т. е. дю 1дг = 0. [c.307]

На рис. 11.25 приведены кривые зависимости функций РВП Р t) от приведенного времени Ш для трех вариантов течения ньютоновского ламинарного течения в трубе, течения в червячном экстру- [c.410]

Рассмотрим так называемое течение Гартмана )—ламинарное течение несжимаемой электропроводной жидкости по плоскому каналу постоянного сечения (рис. 13.8) при наличии постоянного внешнего поперечного магнитного поля с магнитной [c.207]

Приведенные на рис. VI.16, й данные показывают, что вязкость растворов мономеров в условиях ламинарного режима течения жидкости не зависит от скорости взаимного перемещения ее слоев и остается постоянной в интервале изменения этой скорости от О до Шкр. Лишь при превышении скорости потока над критической скоростью, когда режим течения жидкости сменяется на турбулентный, вязкость растворов с увеличением скорости взаимного перемещения их слоев возрастает. [c.300]

Влияние естественной конвекции на вынужденное течение в горизонтальном кольцевом канале исследовалось в работе [57] с помощью метода возмущений при низких числах Рэлея и с помощью конечно-разностного метода — при высоких числах Рэлея. Рассматривалось полностью развитое ламинарное течение в случае, когда одна стенка равномерно нагревалась, а вторая была теплоизолирована, и в случае, когда обе стенки равномерно нагревались. Рассчитаны характеристики теплообмена и особенности вторичного течения при Рг = 1 и отношениях диаметров стенок, равных 1,5 2 4 и 6. Возрастание числа Рэлея и изменение тепловых граничных условий приводят к заметному изменению картины вторичного течения. При нагреве одной стенки образуются две ячейки вторичного течения, симметричные относительно вертикальной оси. При нагреве обеих стенок количество ячеек возрастает до четырех, по две с каждой стороны вертикальной оси. Результаты расчета теплового потока вполне удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными [77]. [c.650]

Характеристики устойчивости течений к воздействию малых возмущений рассматривались в работах [121] (течение 3), [58, 120] (течение 4), [112] (течение 5). Отметим, что наиболее подробно исследовались течение / и все разновидности течения 2. Для них получены характеристики в ламинарной и переходной областях и даже в области развитого турбулентного течения. Поэтому на примере течения 2 — вертикального течения около поверхности, нагреваемой постоянным тепловым потоком, — детально рассматриваются во всех следующих разделах данной главы механизмы процесса перехода к полностью турбулентному течению. [c.10]

Ниже мы выпишем сначала для нестационарного течения полные уравнения относительно составляющих скорости и(х, у, т), v x, у, т), температуры t(x, у, т), давления р х, у, т) и плотности р х, у, т), где через т обозначено время. Затем предположим, что возмущения и х, у, т), v x, у, т) и т. д. налагаются на стационарное основное ламинарное течение. Оно является стационарным в том смысле, что осредненные значения и, и и т. д., т. е. й х, у), u(x, у) и т. д., не зависят от промежутка времени, в течение которого производится осреднение, если он достаточно большой. [c.11]

Критерий начала перехода. Прежде чем детально описать стадии процесса перехода, необходимо дать четкое определение границ области перехода. Приведенный выше критерий окончания переходного режима успешно использовался для течений как жидкостей, так и газов. Предложено множество критериев для определения начала перехода. Однако лишь недавно обнаружено, что существуют различия между гидродинамическим переходом в динамическом пограничном слое и теплофизическим переходом в тепловом пограничном слое. Ранее предложенные критерии были основаны на определении момента, когда появляются заметные пульсации температуры или повышается интенсивность теплообмена относительно уровня, соответствующего ламинарному режиму течения, а в случае постоянного теплового потока от поверхности — уменьшается разность температур по сравнению со значениями для ламинарного пограничного слоя или, наконец, когда профиль средней температуры отклоняется от соответствующего профиля для ламинарного течения. [c.40]

I — участок ползучести, II— участок пластического течения, III — участок ньютоновского течения. Им соответствуют три участка на кривой т)=/(т) с высокой постоянной вязкостью т]1, с переменной вязкостью r = r] +T /Y и с низкой постоянной вязкостью Т12. Последний участок часто недостижим в режиме ламинарного течения из-за перехода к турбулентному течению. [c.155]

Перенос тепла в области перехода. Наиболее важным для практики результатом процесса перехода является повышение интенсивности теплопереноса по сравнению со стационарным ламинарным течением. На рис. 11.4.6 в качестве примера показано, как возрастают локальные характеристики теплопередачи при изменении режима течения от ламинарного до полностью турбулентного. Эти данные заимствованы из работы [127], где они получены при исследовании течения воды около вертикальной поверхности, нагреваемой тепловым потоком постоянной плотности. Увеличение локального коэффициента теплопередачи кх сопровождается соответствующим уменьшением локальной температуры поверхности по сравнению с ее значением при ламинарном режиме течения. Данные рис. 1-1.4.6 соответствуют пяти значениям теплового потока видно, что с его увеличением область перехода смещается вперед, а отклонение чисел Нуссельта Кпл от значений для ламинарного погра ничного слоя возрастает. Зависимости, характерные для полностью развитого турбулентного течения, устанавливаются далеко вниз по потоку. Результаты измерений хорошо согласуются с корреляционными зависимостями [153]. [c.46]

Итак, проведены обширные исследования падения давления в некруглых трубах для полностью развитого как ламинарного, так и турбулентного течения. При ламинарных течениях поле скоростей и падение давления можно надежно рассчитать для любой формы канала. Для турбулентных течений правило эквивалентного диаметра дает хорошие результаты для большого числа поперечных сечений при условии, если нет узких угловых зон. Если такие зоны существуют и приводят к затягиванию течений, то правило эквивалентного диаметра, вероятно, завышает падение давления на величину, которую, обычно, трудно оценить. [c.266]

Во всех циклах поток газа в колонке был ламинарным. Исключение составляет лишь цикл при температуре колонки, равной 20— 21 °С. В этом случае максимальное значение числа Рейнольдса (Яе) для незаполненной колонки было равно 13,6, что соответствует области перехода от ламинарного течения к турбулентному (/ е = 10—30). [c.370]

Ламинарное течение остается устойчивым при относительно небольших числах Рейнольдса. При возрастании числа Яе в результате увеличения скорости течения, изменения геометрических условий или вязкости при некотором критическом значении этого числа наступает резкое изменение характера течения жидкости. Теряется устойчивость и плавность движения, появляются завихрения, слои жидкости непрерывно перемешиваются и их движение становится криволинейным и запутанным. При таком движении, которое называется турбулентным, процессы массопередачи совершаются со значительно большими скоростями, чем при ламинарном. Тем не менее, даже при турбулентном течении в ряде случаев наиболее медленной стадией массопередачи может быть молекулярная диффузия. [c.190]

Когда жидкость медленно течет по трубе без препятствий, наблюдаемые экспериментально картины потока оказываются струйными картинами, и такое течение называют ламинарным. Течение происходит так, как если бы труба состояла из многочисленных параллельных микроскопических трубочек, расположенных вдоль направления потока, причем жидкость всегда остается внутри каждой из этих микроскопических трубочек. При достаточно высоких скоростях или вблизи препятствий картина потока нарушается. Могут появиться вихри, и вообще большие массы жидкости будут двигаться как одно целое, обладая при этом как скоростью в направлении потока, так и вращательной скоростью. Такое возмущенное течение называется турбулентным течением. В цилиндрических трубках переход от ламинарного течения к турбулентному происходит, когда число Рейнольдса (безразмерная величина, равная 2раи/т], где р, гг и т) есть плотность, средняя скорость и вязкость жидкости, текущей по трубе радиуса а) превысит 2200. [c.380]

В некоторых случаях величина коэффициента диффузии может быть определена теоретическим путем, однако в большинстве случев ее определяют экспериментально. Тэйлор 2 -28 Сьенит-цер 29-30, Тихачек и др. исследовали влияние переменного профиля скоростей прохождения жидкости через реактор, радиального перемешивания и других факторов на коэффициент диффузии. Авторы этих работ считают, что при движении частиц жидкости основными факторами являются переменный профиль скоростей, вызывающий изменение концентраций, а также связанная с этим радиальная диффузия. В работах Тэйлор изучал диффузию в трубе при однофазном течении. Для ламинарного течения (Не < 2300) он получил такое равенство [c.42]

Брауэр [91 определил экспериментально среднюю толщину пленки при различных режимах течения. При ламинарном течении как с гладкой, так и с волнистой поверхностью з и иср. могут быть вычислены по формулам (У-10) и (У-П), причем переход к турбулентному течению происходил при критическом значении Кеж2=1600. К таким же выводам пришли Томас и Портальский [И], но по их данным Кежг=И60. [c.343]

Уравнение Ньютона, а следовательно, и уравнение Паузейля соблюдаются, если жидкость движется ламинарно, т. е. в виде слоев, имеющих различную скорость и не смешивающихся друг с другом. Такой режим наблюдается лишь при сравнительно малых скоростях течения. При больших скоростях ламинарный характер течения переходит в турбулентный, характеризующийся возникновением в движущейся жидкости завихрений. Если применять к такому течению уравнения Ньютона и Пуазейля, то коэффициент вязкости теряет свой обычный смысл, так как его значение при турбулентном течении зависит не только от природы жидкости, но становится функцией скорости движения жидкости. Очевидно, в этом случае можно говорить лишь об эффективной или кажуг щёйся вязкости, понимая под пей условную величину, вычисленную для данной скорости течения по уравнениям Ньютона или Пуазейля. [c.324]

Кривые для ламинарного течения построены по данным гл. 6 для условий, когда имеется участок тепловой и гидродинамической стабилизации экспериментально установлено, что они применимы даже при резком сужении потока на входе в трубу. Данные для турбулентного течения получены в результате сопоставления и обработки большого количества экспериментальных данных, включая интересные данные, полученные Белтером, Янгом и [c.100]

Отрыв, возникающий при прямом взаимодействии потоков. Первый тип отрыва, называемый далее отрывом из-за взаимодействия , Пера и Гебхарт [129] изучали для случая течения над цилиндрической поверхностью, а Джалурия и Гебхарт [84] для случая течения над полусферической поверхностью в воде. На рис. 5.8.1, а показана геометрическая схема устройства, использованного для формирования течения в первом из этих исследований. На каждой из двух вертикальных боковых стенок, имеющих форму перевернутой буквы U, развивается вертикальное течение пограничного слоя. Эти потоки, обтекая криволинейные участки, взаимодействуют, соединяются и образуют факел над криволинейной поверхностью, показанный на рис. 5.8.1, б. Длина треков на рис. 5.8.1, б, создаваемых малыми освещенными частицами плиолита, характеризует величину скорости и местное направление потока. Ясно видно, что отсутствуют какие-либо вихревые движения, возвратное течение или циркуляция, которые часто связывают с отрывом пограничных слоев от поверхности в вынужденных течениях. Стационарные ламинарные течения просто соединяются и плавно отделяются от поверхности. Они вынуждены оторваться, так как текут навстречу друг другу. [c.319]

В зависимости от направления теплового потока изменение профиля скорости оказьшается различным. При охлаждении жидкости ее температура у стенки ниже, а вязкость выше, чем в ядре потока. Поэтому по сравнению с изотермическим течением в этих условиях скорость движения жидкости у стенки ниже, а в ядре потока выше. При нагревании жидкости, наоборот, скорость течения жидкости у стенки выше, а в ядре потока ниже. На практике обычно скорость и температура на входе в трубу имеют профрии, близкие к равномерным. Для этих условий расчет среднего коэффициента теплоотдачи при ламинарном режиме течения жидкости в трубах при отношении длины трубы I к её дааметру (1, равном //с > 10, и Ке > 10 можно проводить по формуле [c.185]

В зависимости от величины Квдл наблюдаются три основных режима течения пленки ламинарное течение со сравнительно гладкой поверхностью раздела фаз при Renn < 30, ламинарное течение пленки с волновой поверхностью раздела фаз при 30 с [c.134]

Влияние поверхностно-активных веществ на ламинарный режим течения пленки сводится к двум основным эффектам — гашению ряби на поверхности пленки и изменению профиля скорости. Далее будет главным образом рассматриваться влияние растворимых поверхностно-активных добавок на профиль скорости при безволновом режиме течения пленки. [c.29]

Анализ дает основание утверждать, что состояние ПНО находится под воздействием закрученного течения. При ламинарном течении во всей области ГМУ закрученное течение не образуется п ПНО представляет гладкую, монотонно расширяющуюся по длине полосу с незначительно возрастающей интенсивностью освещенности, т. е. даже при ламинарном режил1е имеет место диффузия ПНО, на что указывают уширеыие полосы и изменение ее освещенности по мере удаления от точки излома. При переходном режиме между точкой излома и началом закрученного течения наблюдается область сворачивания поверхности отрыва, под действием которой начальный участок ПНО, характеризующийся ненарушенной сплошностью, существенно выгнут в сторону затопленного пространства. С образованием закрученного течения, которое наблюдается только в условиях турбулентного режима , на структуру закрученного течения, как уже отмечалось, влияют относительная длина ГМУ и перепад давления (число Рейнольдса), а закрученное течение, в свою очередь, различно влияет на состояние ПНО. В длинных ГМУ, где закрученное течение полностью развито, оно составлено из чередующихся в продольном направлении закрученных турбулентных и ламинарных макроструктур, размеры которых уменьшаются с увеличением перепада давления (числа Рейнольдса). Кроме того, уменьшается протяженность начального участка закрученного течения, а разрывы переходного и взрывы основного участков перемещаются ближе к точке излолш. [c.55]

Показано [191], что в случае ламинарного течения и быстрой гибели атомов на стенках цилиндрического реактора профиль скорости газового потока достаточно хорошо аппроксимируется теоретически предсказываемой параболой. В результате влияния различных эффектов, таких, как радиальная диффузия и турбулентность, возникающая из-за наличия в потоке препятствий типа входных сопел, параболический профиль скорости трансформируется в прямоугольный, при котором отсутствует градиент скоростей молекул газа по радиусу. Пурье и Карр [186] рассмотрели критерии выполнимости модели одномерного течения. Дополнительные отклонения от одномерного течения могут быть обусловлены пуазейлевскими градиентами давления и градиентами концентрации вдоль трубки, которые могут привести к заметной обратной диффузии атомов. Влияние первого эффекта минимально при низких линейных скоростях ы, а второго— при высоких й. Таким образом, существует оптимальное значение й, но его не всегда можно использовать из-за кинетических ограничений, накладываемых свойствами исследуемой химической системы [7а, 185]. [c.301]

Для ламинарно-волнового течения, в свою очередь, различают два режима. При сравнительно малых расходах жидкости, когда значение Reш, превышает 12, но не выше 100— 200, под действием силы тяжести преимущественно образуются сравнительно длинные гравил ациониые волны. Длина их уменьшается с возрастанием скорости стекания пленки. Вслед за этим первым ламинарно-волновым режимом (при ббльших значениях Кепл) наступает второй ламинарно-волновой режим. Для него характерно появление на поверхности пленки коротких капиллярных волн, или ряби , возникающей под действием сил поверхностного натяжения (капиллярных сил). С дальнейшим увеличением расхода жидкости и Нецл > —1600 (критическое значение Не л, по данным различных исследователей, составляет от 1000 до 2500) волнообразование на поверхности приобретает все более хаотический характер, причем по толщине пленки все сильнее развивается поперечное перемешивание, типичное для турбулентного режима. Переход от второго ламинарно-волнового режима к турбулентному режиму течения тонких пленок менее резок, чем при движении жидкости в трубах. Что касается чисто ламинарного (безволнового) течения пленок, то оно может быть достигнуто при значениях Репл. характерных для ламинарно-волнового режима, лишь путем добавления к жидкости поверхностно-активных веществ. [c.115]

Чтобы вызвать и поддернсивать течение жидкости (газа), необходимо приложить силу и тем большую, чем больше скорость течения. При ламинарном течении эта сила направлена на преодоление внутреннего трения, которое возникает между слоями жидкости, текущими с разными скоростями. Если соседние слои жидкости находятся на расстоянии йх и двигаются относительно Друг друга со скоростью с1го, то сила трения между слоями на еди- [c.32]

Вязкость обычно измеряют в пределах ламинарного течения. Если при изменении скорости течения в пределах ламинарности вязкость жидкости остается постоянной, т. е. скорость течения прямо пропорциональна приложенной силе, жидкость называется ньютоновой, если же вязкость при этом изменяется и скорость течения жидкости не пропорциональна приложенной силе, жидкость называется неньютоновой. Чистые жидкости и разбавленные растворы коллоидов со сферическими частицами характеризуются ньютоновой вязкостью, тогда как растворы коллоидов с палочкообразными или нитевидными частицами часто обладают неньютоновой вязкостью (подробнее см. стр. 218). [c.44]

Нарушение устойчивости ламинарного течения и возникновения турбулентности или иных вихревых форм движения — весьма сложный процесс, и вряд ли его можно истолковать как следствие изменившегося соотношения между силами инерции и вязкого сопротивления, тем более, что для этого приходится вводить в рассуждения весьма необоснованные, гипотетические течения, чтобы представить число Рейнольдса, как соотношение между инерционным и вязким сопротивлением. При этом следует заметить, что для многих других встречающихся в технике более простых явлений условия потери устойчивости формулируются достаточно сложным образом. Примеры этому неоднократно встречаются в следующих главах. Что касается потока Громеки, то при больших значениях инерционного числа ( Э- > 20) профиль скорости основного ламинарного течения О-о становится автомодельным, т. е. подобным самому себе в отношении параметра и выражается соотношением (76). Тогда при переходе к координатам = 8-г и = (0,5 —г ) уравнение Орра — Зоммерфельда (99) приводится к виду [c.77]

При дальнейшем росте критерия Рейнольдса ламинарное течение оказывается практически невозможным нозмущения охватывают все частицы, и они вовлекаются в хаотические колебания (пульсации) скорости, накладывающиеся на среднюю скорость движения. Наличие хаотических пульсаций скорости, направленных в различные стороны, и определяет турбулентное течение. [c.96]

Как указывалось, под турбулентным фронтом пламени следует понимать осредненное во времени местоположение зоны, в которой осуществляются химические реакции. Зона эта зани-А1ает всегда весьма малую долю области смешения газов. При ламинарном горении это объясняется свойством экзотермических реакций, согласно которому сгорание основной части горючего происходит при температуре, близкой к максимальной. В случае турбулентного факела интенсивный турбулентный обмен приводит к заметному расширению (сравнительно с ламинарным течением) как всего струйного пограничного слоя (области смеше-ыия), так и расположенной внутри него зоны горения. Соотношение между ними сохраняется при этом примерно тем же. [c.159]