Турбулентное движение и критическая скорость

Опытами О. Рейнольдса, а также других исследователей было установлено, что движение потока будет ламинарным, если число Рейнольдса равно или меньше 2320. Если же число Рейнольдса больше 10 ООО — движение турбулентное. При значениях числа Рейнольдса в пределах 2320—10 ООО может быть как турбулентное, так и ламинарное движение жидкости. Движение жидкости при числах Рейнольдса в пределах 2320—10 ООО характеризуется неустойчивым состоянием, при котором достаточно малейшего возмущения (толчка), чтобы ламинарное движение перешло в турбулентное. Поэтому 2320 можно считать критическим значением числа Рейнольдса (Кекр), а скорость жидкости, соответствующая Ке р, считается критической скоростью ( кр)-Значение критической [c.35]

Характер движения газов бывает ламинарный или турбулентный, что имеет очень важное значение для расчета критических скоростей псевдоожижения в печах с кипящим слоем. [c.30]

Два различных режима движения и возможность взаимного перехода одного режима в другой можно наблюдать, пропуская в трубу воду с различными скоростями и вводя по оси. трубы тонкую струйку окрашенной жидкости. При малых скоростях движения окрашенная струйка движется в воде, не перемешиваясь с нею. С увеличением скорости воды окрашенная струйка становится колеблющейся и по достижении некоторой критической скорости полностью размывается, окрашивая воду. Резкое изменение течения окрашенной струйки характеризует переход ламинарного режима движения жидкости в турбулентный. [c.143]

Для случая внешнего обтекания критическое значение Лежит между 20 и 30, а с1 представляет собой диаметр обтекаемых частиц. Рассматриваемый переход при критических значениях Не означает изменение режима от ламинарного к турбулентному. Для ламинарного потока характерно установившееся слоистое течение. При ламинарном движении жидкости в трубе скорости во всем сечении практически параллельны оси трубы. Для турбулентного движения характерно наличие хаотических вихрей. [c.370]

В случае движения различных гидросмесей по вертикальным и наклонным восходящим трубам основным режимом движения для всех гидросмесей, за исключением структурных, является турбулентный [35]. Так же как и для горизонтальных потоков, существует зона критических скоростей. Значение критических скоростей возрастает с увеличением концентрации, плотности и крупности твердых частиц. При скоростях V > у р для всех видов гидросмесей зависимость удельных потерь напора от скорости движения гидросмеси имеет вид, аналогичный зависимости для тонкодисперсных гидросмесей. На критическую скорость восходящих потоков основное влияние оказывает гидравлическая крупность частиц. [c.80]

Естественно, что график зависимости ДР = f(lv) начинается из нулевой точки (рис. 1.45). При малых скоростях фильтрации газа через неподвижный слой, когда режим движения газа в зазорах между частицами ламинарный (см. корреляционные формулы (1.82)), величина ДР увеличивается в зависимости от скорости линейно. Затем, при турбулентном режиме фильтрации линейный рост величины ДР переходит в квадратичную параболу. По достижении критической скорости начала псевдоожижения разность статического давления в газовом потоке до и после псевдоожиженного слоя перестает увеличиваться с повышением скорости газа. [c.124]

В настоящее время кинематика движения вязкопластичных смесей исследована недостаточно. Это затрудняет определение критических скоростей, при которых в потоке с определенными физико-механическими показателями наступит турбулентный режим. Одни гидросмеси способны к турбулентному движению лишь при очень высоких скоростях, реально не достижимых на практике. В других, сильно концентрированных гидросмесях даже при больших скоростях остаются недостаточно разрушенные структурные связи это обусловливает неполную турбулентность потока. Существуют также гидросмеси, у которых при определенных скоростях турбулентное движение явно выражено. [c.208]

При постепенном увеличении скорости течения жидкости наступает момент, когда движение утрачивает струйчатый характер и переходит в вихревое бессистемное перемещение отдельных частиц по постоянно меняющимся путям. Такой режим течения носит название турбулентного. При турбулентном режиме силы инерции преобладают над силами вязкости жидкости. Скорость, при которой ламинарное движение переходит в турбулентное, называют критической. [c.120]

Характер распределения скоростей по поперечному сечению трубы при турбулентном движений несколько иной, чем при ламинарном изменение скоростей происходит по более пологой кривой средняя скорость составляет приблизительно 80% максимальной. Поскольку у стенок скорость жидкости равна нулю, а по мере удаления от стенок она возрастает, то около стенок скорость будет ниже критической, следовательно, всегда имеется слой, текущий ламинарно. Слой этот носит название пограничного. [c.120]

На практике в большинстве случаев приходится иметь дело со скоростями, лежащими значительно выше критических, т. е. с.турбулентным движением. Исключение составляют особенно вязкие жидкости, для которых число Рейнольдса достигает критического значения лишь при весьма высоких скоростях. В табл. 4 приведены критические скорости для некоторых жидкостей, воздуха и пара при различных диаметрах труб и различных температурах. [c.121]

Из этого условия критическую скорость, соответствующую моменту перех )да от ламинарного движения к турбулентному, при данных д, р и л [c.51]

Из этого условия критическую скорость, соответствующую моменту перехода от ламинарного движения к турбулентному, при данных й, р и л можно определить следующим образом [c.39]

Из этого условия можно при данных с , р и 1 определить критическую скорость, соответствующую моменту перехода от ламинарного движения к турбулентному [c.36]

Условия, при которых движение из ламинарного переходит в турбулентное, называют критическим состоянием. Критическое состояние зависит от средней скорости течения, диаметра трубы, плотности жидкости и ее вязкости. [c.23]

Турбулентное движение среды характеризуется появлением макроскопических ее участков, способных к самостоятельному перемещению относительно соседних. Такие участки возникают и при ламинарном потоке, но они быстро исчезают, так как их скорость быстро уменьшается под влиянием внутреннего трения. Если же скорость потока достигает некоторого критического значения, то внутреннее трение не может погасить движение крупных участков. Эти участки, хаотически перемещаясь, взаимодействуют друг с другом, непрерывно распадаясь на более мелкие и объединяясь вновь. Мельчайшие из них, скорость самостоятельного движения которых быстро гасится внутренним трением, имеют размер [102, с. 103— 110] [c.116]

Экспериментально установлено, что движение жидкости в трубах, даже тогда, когда первоначально оно было турбулентным, всегда принимает ламинарный — струйный характер, если критерий Рейнольдса Ке < < 2000. Таким образом устанавливается нижняя критическая скорость [c.137]

При движении по полым трубам критическое значение соответствующее изменению характера движения, лежит вблизи 2300 (при больших значениях Яе устойчиво турбулентное движение, при меньших—ламинарное). При движении же через слой зернистого материала, вследствие резких изменений направления и скорости газа, критическое значение Яе много ниже. Кроме того, переход ламинарного движения в турбулентное для насадок проявляется не так резко, как в случае полых труб, а происходит в сравнительно широком интервале значений /<е (от 40 до 200). [c.68]

Такой вид движения был назван турбулентным. С уменьшением скорости ниже критической в потоке устанавливался снова ламинарный вид движения, когда струйки жидкости протекают параллельно друг другу. [c.60]

Среднюю скорость, при которой происходит смена режимов, Рейнольдс называет, как указано выше, критической скоростью. Различают две критические скорости верхнюю Скр в и нижнюю Скр.н, из которых Гкр.в >Гкр.н- ПрИ СКОрОСТИ ЖИДКОСТИ, равной верхней скорости, ламинарное движение переходит в турбулентное при равенстве нижней критической скорости — турбулентное движение переходит в ламинарное. [c.61]

Если средняя скорость движения потока с превзойдет верхнюю критическую скорость Скр.в, т. е. с>скр.в, то возможно голько турбулентное движение. В этом случае турбулентное движение устойчиво. [c.61]

Скорость газа в скрубберах принимается такой, чтобы движение его было турбулентным, т. е. чтобы число Рейнольдса было не меньше 2320. В этом случае критическая скорость газа, т. е. скорость, при которой движение начинает становиться турбулентным, определяется уравнением [c.226]

Скорость свободного стекания конденсата на поверхности охлаждения зависит от физических свойств и состояния конденсата, интенсивности конденсации, формы, размеров и качества обработки поверхности охлаждения. Здесь возможны два режима движения пленки конденсата — ламинарный и турбулентный. Так, например, для водяного пара ламинарное движение пленки переходит в турбулентное при критических значениях числа Рейнольдса Ке р > 100 [26]. [c.69]

В. Пределы применимости феноменологических законов, определяемые турбулентностью. Другое ограничение применимости уравнений для потоков (4)—(6), содержащих молекулярные коэффициенты переноса Л, Й и т], обусловлено явлением турбулентности. Турбулентность в газах и жидкостях является результатом хаотического движения так называемых турбулентных вихрей, размер которых около нескольких процентов размера всей системы. Этот размер может быть порядка миллиметров в трубах теплообменника, сантиметров — в больн1их градирнях или даже метров — в атмосфере. В жидкостях и газах вихри возникают при больших скоростях течения, в трубах большого диаметра, позади препятствий и т. д. Критерием возникновения турбулентности служит критическое число Рейнольдса [c.72]

По мере увеличения скорости движения жидкость перестает двигаться вдоль параллельных линий, появляются вихри, приводящие к полному перемешиванию жидкости. Такой тип течения называется турбулентным. Число Рейнольдса, при котором происходит переход от ламипарного режима течения к турбулентному, называется критическим. Критическое значение числа Рейнольдса в трубах изменяется в пределах 2100—2300. В протяженных прямоугольных и кольцевых каналах переход от ламинарного течения к турбулентному происходит при числе Рейнольдса около 2100, если рассчитывать его по характерному геометрическому размеру, равному гидравлическому диаметру канала. [c.233]

Особенность течения газов через турбулентный дроссель — ограничение скорости движения частиц в дросселирующем отверстии местной скоростью звука (ug < Uge). Скорость движения частиц, равную местной скорости звука, называют критической. Режим течения газовой среды при < Uga называют докрити-ческим, а при —надкритическим. Физический смысл [c.64]

В статье [12] высказаны также соображения по механизму процесса теплообмена при кипении воды в трубах. Автор правильно считает, что основной причиной интенсификации теплообмена является разрушение ламинарного пограничного слоя образующимися на поверхности нагрева пузырьками пара, а также турбулентными пульсациями и, по-видимому (при еще более высокой интенсивности теплообмена), пока еще мало изученными кавитационными явлениями. Это разрушение пограничного слоя становится более интенсивным с ростом частоты образования пузырьков и числа центров парообразования, т. е. с увеличением теплового потока. Так как эти явления происходят на поверхности нагрева, то разрушение пограничного слоя представляет собой очень сложный процесс. Однако увеличение скорости основного потока никогда не приводит к полному разрушению пограничного слоя, а лишь уменьшает его эффективную толщину. Поэтому скорость в некоторых случаях менее существенно влияет на коэффициент теплоотдачи, чем тепловой поток. При увеличении турбулизации ядра потока увеличивается массообмен через ламинарный слой и возрастает интенсивность теплообмена. В связи с этим автор вводит в свое уравнение параметр ш/шкр. где аНкр.— критическая скорость, соответствующая переходу в трубах ламинарного потока в турбулентный. Введение этой величины обусловлено тем, что массообмен при ламинарном движении пренебрежимо мал, а следовательно, незначителен и теплообмен. Богданов ввел также в критериальное уравнение число Не, число Рг, отношение давлений р/ра и после обработки своих данных получил следующее соотношение [c.54]

Рассмотренный механизм распространения пламени в двухфазной смеси дает возможность объяснить те явления, которые наблюдаются в период первоначального воспламенения (в частности, появление чередующихся вспышек), тем, что в начальный период времени расстояния между отдельными группами капель превышают критические. Очаг пламени, возникший в области разряда, в этом случае не может распространиться на весь факел. Распространение пламени становится возможным лишь тогда, когда возросший расход топлива приведет к увеличению плотности орошения и, следовательно, к сокращению расстояния между каплями до необходимого. Поскольку образование облака паров вокруг капли тяжелого топлива происходит за больший период, чем для легких, расстояние между каплями должно быть меньшим, что возможно только при большем расходе топлива (при более богатых смесях). Увеличение турбулентности потока вначале оказывает положительное влияние, так как возникший очаг пламени и негорящие капли получают при этом возможность совершать движение относительно друг друга, что приводит к сокращению расстояния между ними. Дальнейшее увеличение турбулентности и поступальной скорости потока хотя и улучшает перемешивание, но одновременно сокращает время контакта между горящими и негорящими каплями, что приводит к изменению границ устойчивого воспламенения в сторону более богатых смесей. [c.76]

По-видимому, в опытах зарубежных авторов пульсации искусственно имитировались гармоническими колебаниями перепада давления во внешнем потоке. В действительности же пульсацион-ные составляющие давления, плотности и скорости изменяются во времени по более сложному закону, поэтому они характеризуются целым, возможно бесконечным спектром частот (длин волн). Сообразно этому, разложение энергии турбулентного движения по частотам будет содержать не один член, а большое (бесконечное) их число, убывающее с увеличением частоты. Поэтому возможно, что критическую для данного сечения пограничного слоя частоту несет как раз тот член в разложении энергии, вели- [c.110]

Жукоский и Марбл [2] на основании аналогичных опытов пришли к выводу, что для распространения первичного пламени необходимо критическое время т контакта холодных и горячих газов. Согласно выводам этих авторов, время контакта определяется отношением длины вихревой зоны Ь к скорости движения горючей смеси и, пока отношение Ь и больше т, система является устойчивой. Жукоский и Марбл не изучали постепенного изменения характера свободного пограничного слоя (от ламинарного до турбулентного) с увеличением скорости горючей смеси и влияния этого изменения на т. Они изучали только изменение коррелирующей кривой, происходящее в том случае, когда пограничный слой становится полностью турбулентным. [c.72]

Когда турбулентный поток вступает в контакт с обтекаемой поверхностью (рис. II. 12) сначала образуется ламинарный пограничный слой, подобный рассмотренному выше. По достижении некоторого критического размера ламинарное движение в пограничном слое становится неустойчивым (точка А) и развивается турбулентность. В переходной зоне, ограниченной точками А и В, турбулентность распространяется на всю толщину пограничного слоя /, за исключением тонкого слоя вблизи стенки называемого вязким подслоем II. В нем имеет место струйное течение, которое подвергается, однако, интенсивным внешним возмущениям, вызванным проникновением турбулентных пульсаций из ядра потока. Эти пульсации затухают и не приводят к развитию турбулентности, поскольку в вязком подслое определяющую роль играют силь вязкости. Резкой границы между вязким подслоем и т фбулентным пограничным слоем нет. Между ними имеется небольшая переходная область. В связи с малой толщиной вязкого подслоя измерить экспериментально распределение скоростей в нем не удается. Поэтому нет сведений относительно изменения толщины вязкого подслоя по длине. Обычно считают, что его толщина в развитом турбулентном пограничном слое остается по длине неизменной. Условия развития турбулентности в пограничном слое определяются формой и состоянием обтекаемой поверхности (шероховатостью), условиями обтекания и степенью турбулентности потока жидкости. Переход пограничного слоя от ламинарного режима движения к турбулентному определяется критическим значением критерия Рейнольдса Ке кр, для нахождения которого в качестве определяющего размера принимается длина в направлении потока I. Для пластин и тел вращения большой длины при движении жидкости вдоль твердого тела Ке кр = = 2-10 - 2-10 . Для тел другой формы Ке кр меньше. [c.116]

Щелкиным была предложена оригинальная трактовка эффекта неровностей стенок трубы на возникновение детонации, связываюш ая этот эффект с усилением в шероховатых трубах турбулентного движения в свежем газе [401. Распространяя эту идею и на детонацию в гладких трубах, автор предположил, что автоускорение предетонационного пламени вообгце обусловлено прогрессивным возрастанием турбулентной скорости горения по мере увеличения скорости потока свежего газа, создаваемого расширением от сгорания. Однако вопреки первоначальным предположениям автора, критические условия перехода дефлаграционного горения в детонационное, так называемые взрывные пределы, отнюдь не определяются условиями перехода ламинарного течения свежего газа в турбулентное. Дело в том, что значения критерия Ве = в котором ско- [c.374]

При числах Рейнольдса, превышающих некоторое критическое значение Ке р, движение в трубе является турбулентным. Распределение средних скоростей при турбулентном течении отличается от пуазейлева распределения. В профиле скоростей при турбулентном течении можно выделить вязкий подслой, переходную область и полностью турбулентную область. Движение в турбулентной области характеризуется наличием беспорядочных пульсаций. Существование пульсаций определяет характер протекания процессов переноса в турбулентном потоке, ибо каждый элемент нри перемещении под действием пульсаций в новое положение сохраняет свои характеристики температуру, концентрацию примесей и т. д. Длина, на протяжении которой сохраняются свойства рассматриваемого элемента жидкости, носит название пути перемешивания. Эта характеристика аналогична длине свободного пробега в кинетической теории газов. [c.60]

Силин Н. А., Кондаков В. Н., Определение критической скорости движения аэросмеси, Исследования однородных и взвесенесущих турбулентных потоков , изд-во Наукова думка , Киев, 1967, 86—87. [c.254]

Величины скоростей, при которых начинается турбулентный режим движения, зависят главным образом от диаметра и в меньшей степени от физических свойств осадков. Скорости, при которых происходит переход от структурного режима движения к турбулентному, обычно называют мритическими. Из рис. 19 видно, что с увеличением диаметра величина критической скорости уменьшается. [c.65]

В турбулентном потоке с данной средней скоростью существуй) местные, меняющиеся во времени скорости, значительно отличать щиеся от средней по величине и по направлению. От таких частных потоков частица неправильной формы получает толчки и подбрасывается при средних скоростях значительно ниже критичс ской скорости витания. В с.пучае горения или сухой перегонки, как показали последние исследования Леоитьевой [6], появляется реактивная сила, также возбуждающая движение частицы при скорости, меньшей критической скорости витания. [c.82]

По характеру движения различают ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. При ламинарном режиме частицы жидкости перемещаются параллельными струями вдоль стенки трубы, не иеремешиваясь между собой. Иногда поэтому ламинарное движение называют струйным движением. Передача тепла ири ламинарном движении благодаря параллельности струй жидкости осуществляется в основном путем теплопроводности. Для определенной жидкости при постоянном сечении канала и неизменной температуре ламинарное движение может существовать только до некоторой предельной критической скорости. При достижении предельного значения этой скорости в потоке жидкости начинаются завихрения, частицы жидкости перемещиваются и при дальнейшем повышении скорости перемешивание усиливается, частицы жидкости приобретают хаотическое движение, т. е. движение жидкости становится турбулентным. [c.18]

Гидродинамическая схема возникновения режима эмульгирования, отличающегося резким возрастанием процесса массооб-мена и, следовательно, высокой эффективностью работы скрубберов, может быть представлена следующим образом. В современных насадочных скрубберах турбулентность газового потока достигается таким расположением насадки, которое обеспечивает сложный и извилистый путь его движения при скорости, несколько превышающей критическую, равную примерно 1,2— [c.234]

Рейнольдса потока газов перед пламенем всегда выше критического значения, а движение потока турбулентно. В результате воздействия на фронт пламени турбулентных пульсаций поверхность горения значительно увеличивается. Таким образом, конкретным механизмом ускорения пламени, по выводам К. И. Щелкина, является турбулентное движение газа перед фронтом пламени. По мере увеличения скорости пламени увеличивается давление в ударной волне с ростом давления увеличивается температура газов, которая в конечном счете достигает температуры воспламенения газовой смеси, и фронт пламени начинает перемещаться вместе с ударной волной. [c.83]

Таким образом, Зельдович считает конкретным механизмом ускорения горения прогрессивное растягивание фронта горения. Щелкин [14] показал, что при переходе горения в детонацию число Рейнольдса потока газов перед пламенем всегда выше критического значения, а движение потока турбулентно. В результате воздействия на фронт пламени турбулентных пульсаций поверхность горения значительно увеличивается. Таким образом, конкретным механизмом ускорения пламени, по выводам Щелкина, является турбулентное движение газа перед фронтом пламени. По мере увеличения скорости пламени увеличивается давление в ударной волне с ростом давления увеличивается температура газов, которая в конечном счете достигает температуры воспламенения газовой смеси, и фронт пламени начинает перемещаться вместе с ударной волной. [c.33]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология