Влияние поперечного профиля скоростей

Таким образом, центробежная компрессорная машина, состоя-ш,ая из одной или многих ступеней, аналогичных описанным, представляет собой сложный комплекс параллельно и последовательно соединенных вращающихся и неподвижных каналов различной степени диффузорности с различным характером силового поля и с различной степенью неравномерности профиля скоростей в поперечных сечениях. Заметим, что рассмотрение центробежной машины как системы каналов вовсе не значит сведение теории этих машин к элементарной канальной теории одномерных потоков. Перечисленные особенности каналов центробежной машины обусловливают ряд сложных явлений и процессов, отличных от тех, которые имеют место в обычных неподвижных каналах аналогичной степени диффузорности. Сюда прежде всего относится пространственный характер потоков внутри отдельных каналов, неравномерность полей скоростей по сечению, взаимное влияние отдельных участков проточной части с различным характером силового поля. [c.10]

Реактор полного вытеснения (идеальный трубчатый реактор). В длинных трубчатых реакторах локальное перемешивание жидкости имеет большее значение для распределения концентраций и температур в направлении, перпендикулярном оси, ч м в осевом направлении, ввиду того, что поперечный размер аппарата, как правило, в несколько раз (или даже в несколько десятков раз) меньше длины. В результате появляется довольно значительная однородность состава и температуры смеси реагентов в поперечном сечении аппарата при относительно малом влиянии перемешивания на осевое распределение этих величин. Таким образом, для упрощения математического описания трубчатого реактора можно принять модель движения потока, называемую поршневым течением (полным вытеснением). Такое течение характеризуется плоским профилем скорости, отсутствием перемешивания, массо- и теплообмена в направлении оси реактора, а также полным перемешиванием в направлении, перпендикулярном оси. При этих предположениях в реакторе с поршневым течением мы имеем дело также [c.295]

Следует иметь в виду, что наличие скачков уплотнения во внешнем потоке оказывает влияние на распределение окорости п давления в пограничном слое. При небольшой интенсивности падающего скачка это влияние сводится к некоторому утолщению пограничного слоя профиль скорости при этом изменяется мало. При большой интенсивности падающего скачка уплотнения возникает отрыв пограничного слоя и образуется вихревая зона. Вниз по потоку от точки отрыва начинается перемешивание оторвавшихся струек и нарастание нового пограничного слоя на стенке. Благодаря передаче давления по дозвуковой части пограничного слоя вверх по потоку давление перестает быть постоянным поперек пограничного слоя, т. е. др/д1/ Ф 0. Поэтому все методы расчета, разработанные в предположении постоянства статического давления в поперечном сечении пограничного слоя, могут быть использованы лишь в достаточном удалении от места взаимодействия. Сравнение приведенных выше данных показы- [c.347]

Влияние поперечного профиля скоростей [c.253]

Целью настоящей работы является получение выражений для расчета значения Гер в трубе и в плоском прямоугольном канале с учетом изменения критерия Квг вдоль колонны и выяснение влияния поперечного профиля скорости на поперечный профиль концентраций при условии полной гидродинамической стабилизации потока пара и установившегося процесса массообмена между паром и жидкостью. [c.72]

Для выяснения влияния поперечного профиля скорости на распределение концентраций в поперечном направлении в [c.73]

Для выяснения влияния поперечного профиля скорости на поперечное распределение концентрации в плоском прямоугольном орошаемом канале исключим из уравнения (11) значение скорости и получим [c.76]

Опыт с другими типами течений показывает, что вторичные неустойчивости часто появляются из-за перегибов в поперечных профилях скорости. Того же можно ожидать и в пограничном слое, если амплитуда полос велика, а их поперечный масштаб мал. Однако низкоскоростные полоски будут оказывать также дестабилизирующее влияние на распределение скорости в направлении, нормальном стенке, которое, как можно предполагать, будет более важным, когда поперечные масштабы велики. Добавим к этому нестационарный характер полосок, вызванных внешней турбулентностью, что может обеспечить благоприятные условия для локального взаимодействия с волнами Толлмина — Шлихтинга. [c.197]

Аккерман [150] выполнил теоретическое исследование влияния поперечного потока вещества на интенсивность тепло- и массообмена при испарении жидкости в омывающий ее поток неконденсирующегося газа и при конденсации пара из парогазовой смеси в случае больших температурных и концентрационных напоров. В этом исследовании Аккерман исходил из той же упро щенной схемы ламинарного пограничного слоя, принятой ранее Кольборном, но, в отличие от Кольборна, учитывал изменение толщины пограничного слоя, вызываемого соответствующим изменением профиля скоростей в нем под влиянием поперечного потока вещества. При этом Аккерман предполагал, что поперечный поток вещества не оказывает влияния на изменение касательного напряжения на границе ламинарного пограничного слоя и турбулентного ядра течения. [c.156]

Взаимодействие неоднородного профиля скоростей по сечению реактора и поперечной диффузии также приводит к эффективной продольной дисперсии потока. Это было впервые показано Тейлором, который предложил простой п изящный экспериментальный метод измерения продольного эффективного коэффициента диффузии. Рассмотрим, например, светочувствительную жидкость, текущую в ламинарном режиме через цилиндрическую трубу. Вспышка света, проходящего через узкую щель, может окрасить в синий цвет диск Ж1ЩК0СТИ, перпендикулярный к направлению потока. Если бы диффузии пе было, то этот диск превратился бы в параболоид, причем его край, соприкасающийся со стенкой трубы, не двигался бы вообще, а центр перемещался бы со скоростью, вдвое большей средней скорости потока. Однако при этом области с низкой концентрацией трассирующего вещества окажутся в непосредственной близости к поверхности, где эта концентрация высока, и благодаря диффузии эта поверхность начнет размываться. Трассирующее вещество в центре трубы будет двигаться к периферии — в область, где течение медленнее, а трассирующее вещество у стенок — внутрь трубы, где течение быстрее. В результате концентрация по сечению трубы станет более однородной и получится колоколообразное распределение средней по сечению концентрации трассирующего вещества, центр которого будет перемещаться со средней скоростью потока. Дисперсия относительно центра распределения, служащая мерой продольного перемешивания потока, будет нри этом обратно пронорциональна коэффициенту поперечной диффузии, так как чем быстрее протекает поперечная диффузия, тем меньше влияние неоднородности профиля скоростей по сечению трубы на продольную дисперсию потока. Тейлор пашел, что эффективный коэффипиеит продольной диффузии для ламинарного потока в трубе радиусом а равен 149,0. Более детальное исследование показывает, что эффективный коэффициент продольной диффузии имеет вид [c.291]

На рис. 13.26 представлены профили скорости нри наличии поперечного магнитного поля (О, Ву, 0) и при отсутствии поля (На = 0) поперечное магнитное поле вызывает увеличение наполненности профиля скорости, что объясняется влиянием осредненных электромагнитных сил, направленных параллельно течению жидкости. [c.259]

При распылении механической форсункой обычно полагается, что капли сушимого материала осаждаются в потоке равномерно движущегося сушильного агента, т. е. вторичное влияние факела распыла на профиль скорости сушильного агента не учитывается. При пневматическом распыливании гидродинамическая ситуация в непосредственной близости от форсунки иная, поскольку вторичный воздух, выходящий из сопла форсунки, имеет переменную скорость как в продольном, так и в поперечном направлении. [c.359]

Приведенные расчетные уравнения получены для изотермических условий течения жидкости. При нагревании или охлаждении движу-ш,ейСя жидкости через стенки трубы в результате изменения температуры меняется и вязкость жидкости по сечению трубы. Это вызывает некоторое изменение профиля скоростей по данному сечению и, соответственно, изменение величины к. Особенно существенно влияние теплообмена на величину X при ламинарном режиме течения, когда поперечное перемешивание жидкости отсутствует и градиент температуры по поперечному сечению трубы в основной массе жидкости значительно выше, чем в турбулентном потоке. [c.89]

На многие процессы, главным образом тепловые, массообменные и химические, большое влияние оказывает структура потоков в аппаратах. Даже при первоначальном равномерном распределении входящих потоков <что само по себе часто представляет трудную задачу) картина их движения внутри промышленного аппарата довольно сложна. Как правило, скорости потока неодинаковы по сечению аппарата, поперечному к основному направлению движения, причем распределение, или профиль, скоростей изменяется от сечения к сечению по длине (высоте) аппарата. Частицы потока движутся по криволинейным, часто довольно сложным траекториям, иногда и в направлении, противоположном основному направлению потока. Это приводит к тому, что некоторые частицы могут быстро проскочить через аппарат, например в случае каналообразования и байпасирования части потока (см. стр. 105 и 109). Время пребывания этих частиц меньше среднего, в то время как другие задерживаются в аппарате дольше зачастую в нем образуются застойные зоны, в которых время пребывания частиц оказывается весьма значительным. [c.117]

Отклонения от модели поршневого режима могут вызываться поперечными температурными градиентами. Если в трубчатом реакторе происходит экзотермическая реакция и тепло от него отводится с помощью некоторого внешнего охлаждающего устройства, тогда в реакторе будет наблюдаться поперечный температурный градиент. И поскольку газ в центре трубки имеет более высокую температуру, чем у стенок, температурный профиль будет иметь параболическую форму, а профиль скорости трубчатого реактора будет неплоским. Если реактор работает в адиабатических условиях, то в этом случае не будет происходить отвода тепла в радиальном направлении. Однако из-за того, что газ вблизи стенки имеет меньшую скорость, чем в центре трубки (вследствие более продолжительного пребывания газа в этой зоне наблюдается большая степень превращения), для экзотермической реакции температура в центре слоя катализатора ниже, чем у стенки реактора и в этом случае наблюдается обратный параболический температурный профиль. Для экзотермической реакции, происходящей в неадиабатических условиях, в которых наблюдается отвод тепла у стенки трубы, влияние поперечного температурного градиента и влияние профиля скорости накладываются друг на друга, в результате чего в профиле температуры наблюдается впадина, соответствующая примерно центру трубы, и небольшой максимум, соответствующий примерно стенке трубы. Когда же имеет место радиальный температурный градиент, то, по-видимому, имеется значительное изменение скорости реакции по диаметру трубы (для большинства простых реакций фактор такого изменения составляет величину 4000 и более), поскольку скорость реакции изменяется в зависимости от обратной абсолютной температуры экспоненциально. Однако существуют приближенные методы обработки расчетных данных при проектировании и для тех случаев, когда в реакторе имеются поперечные температурные градиенты. Их мы рассмотрим в разд. 9.3.2. Частицы катализатора с высокой теплопроводностью и низкой пористостью, как правило, снижают эти нежелательные влияния. Только в тех случаях, когда определенно известно, что условия в реакторе приближаются к изотермическим условиям, можно игнорировать присутствие температурных градиентов в радиальном и продольном направлениях и с достаточным основанием применять модель поршневого режима течения газового потока. [c.394]

Другой эффект, который обычно обесценивает допущение поршневой модели, связан с существованием поперечного градиента скорости, возникающего вследствие вязкостного торможения у стенки трубы. В пустой трубе в условиях ламинарного течения наблюдается параболический профиль скорости, но в трубках с неподвижным слоем (так как скорость газа уменьшается до нуля у поверхности частиц) влияние заполнения выражается в сглаживании профиля скорости по сечению трубы. Таким образом, распределение скоростей по диаметру трубы показывает хорошее приближение к поршневому режиму при условии, что диаметр трубы по меньшей мере в 30 раз превышает диаметр частиц. [c.395]

При заполнении насадкой колонок большого диаметра происходит явно выраженное разделение частиц насадки, которое заключается в том, что более крупные частицы концентрируются преимущественно у стенок колонки, а менее крупные — у ее оси. В результате плотность насадки у оси колонки оказывается выше, чем у ее стенок. Ранее при обсуждении способов заполнения колонки насадкой отмечалось, что попытки исправить это положение с помощью трамбовок специальной формы, как правило, не дают улучшения работы колонки. Даже и без учета разделения частиц насадки ее плотность в различных точках поперечного сечения колонки может быть неодинаковой, что также приводит к появлению неравномерных концентрационных профилей и профилей скоростей газового потока. В результате в области с более пористой насадкой (как правило, у стенок колонки) газовый поток имеет повышенную скорость, и это приводит к расширению хроматографических полос и уменьшению критерия разделения и эффективности. Борьбу с этими эффектами ведут путем использования специальных способов заполнения колонки насадкой, псевдоожижения насадки, конусов, устанавливаемых на входе в колонку и на выходе из нее, а также распределителей газового потока. Специальная форма колонки также оказывает положительное влияние. [c.140]

Описание. Первый опыт Имел целью определить поперечный профиль распределения каждого удобрения пробы были расположены по линии, перпендикулярной к направлению полета, вплотную друг к другу, так что были сделаны измерения по всей ширине полосы. Чтобы по возможности исключить влияние сноса ветром, опыт был проведен с одним заходом при полете строго навстречу ветру. Скорость ветра была 4—4,5 м/сек, ветер был довольно устойчивый, погода солнечная и теплая, но влажность воздуха высокая (75—80%). Самолет Тайгер Мот, оборудованный видоизмененным разбрасывателем (см. статью Бриттена и Роуза стр. 321), пролетел со скоростью 120 км/час на высоте 14—15 м точно над серединой линии проб. Заслонка выпускного отверстия бака была отрегулирована на расход 125 кг/га мочевины в таблетках это положение заслонки было сохранено и при внесении двух других удобрений, чтобы определить относительные значения расхода. [c.349]

Если исходить из теории пограничного слоя Прандтля, то дальнейшее изменение профиля скоростей из прямолинейного а в параболический в должно происходить следующим образом. Во входном поперечном сечении скорость постоянна, за исключением чрезвычайно тонкого слоя вблизи стенки, в котором она чрезвычайно быстро убывает и у самой стенки становится равной нулю. С продвижением жидкости по трубе начинает сказываться влияние трения жидкости [c.68]

Таким образом, и в плоском прямоугольном канале при практических расчетах можно пренебречь влиянием профиля скорости в поперечном направлении. [c.77]

В ламинарном потоке это явление как раз и есть тейлоровская диффузия, рассмотренная в разделе 3.8. В случае ламинарного течения в круглых трубах параболический профиль скоростей приводит к уравнению (3.70) для виртуального коэффициента диффузии. Значительные градиенты скорости существуют и в турбулентных потоках, и результирующий конвективный перенос в них преобладает, а молекулярная и турбулентная диффузия обычно пренебрежимо малы. Поэтому ситуация в насадочных слоях и открытых трубах совершенно различна. В открытых трубах при турбулентном течении важное значение имеет только конвективный перенос. В насадочных слоях осевая молекулярная и турбулентная диффузия служат механизмами, контролирующими перенос, а конвективным переносом под влиянием градиентов скорости в слое в поперечном направлении обычно можно пренебречь (хотя некоторый разброс данных в случае насадочных слоев, несомненно, возникает из-за неучета конвективного переноса, особенно в опытах, где отношение dj/dp мало). [c.158]

Конструкция газораспределительной решетки оказывает существенное влияние на унос. Например, из-за неравномерности профиля скоростей газа по поперечному сечению слоя повышается интенсивность уноса. В этом случае некоторое увеличение высоты слоя способствует [c.15]

Влияние поперечного профиля скоростей на поперечное распределение концентрации очень незначительно (величина Гер равна 0,997Гер, о) и им можно пренебречь в инженерных расчетах. [c.74]

Расчет всех типов трубчатых реакторов должен базироваться на правильно сформулированных уравнениях материального п энергетического балансов (простейшие из них выведены в разделах 1Х.1—1Х.З) и разумных принципах расчета (раздел IX.4). Далее мы обсудим некоторые задачи оптимального проектирования. Хотя найденные нами оптимальные решения (раздел IX.5), не могут быть практически реализованы, они дают наиболее высокие возможные показатели процесса, к которым надо стремиться при детальном проектировании реактора. Соотношение между теоретическим и практическим оптимальным расчетом мы обсудим, исследуя в разделе IX.6 реакторы с прямоточными и противоточными тенлообменнп-ками. В разделе IX.7 будут затронуты некоторые проблемы устойчивости и регулирования трубчатых реакторов. В конце главы мы рассмотрим некоторые усложнения простой одномерной модели реактора и исследуем влияние продольного перемешивания и поперечного профиля скоростей (разделы IX.8 н IX.9). Структура главы показана на рис. IX.1. [c.256]

На вход в сепаратор поступает газожидкостная смесь с небольшим объемным содержанием жидкой фазь (И о 1). Это означает, что жидкая фаза практически не влияет на распределение скорости потока. Можно пренебречь также взаимным влиянием капель, т. е. стесненностью их движения. Пусть на входе сепаратора задан профиль скорости щ у). Направим ось х вдоль оси сепаратора, а — перпендикулярно оси. Для простоты рассмотрим сепаратор прямоугольного поперечного сечения. Влияние кривизны стенок в случае кругового сечения будет рассмотрено в дальнейшем. Уравнения движения капли радиуса К в безынерционном приближении имеют вид [c.469]

Продольное и поперечное перемешивание потока под влиянием диффузии искажает профиль скоростей и влияет на длительность пребывания частиц. По Босворту, влиянием радиальной диффузии при ламинарном режиме можно пренебречь, если ii> 36yD JTo и Ы, где —коэффициент радиальной диффузии, см -с- с1 — диаметр реактора, см L — длина реактора, см Тос = /и ос — минимальное время пребывания частиц в реакторе, с. [c.136]

В соответствии с результатами, полученными в работе [41], с увеличением йк (при постоянном р) величина ВЭТТ сначала растет, потом достигает максимума при р 0,05 и затем уменьшается. [См. рис. 1.9, на котором представлены также и данные из литературы, не имеющей отношения к хроматографии ( = 0).] Следует подчеркнуть, что эти результаты получены и для А = 0 и не обязательно соответствуют вогнутому профилю скоростей потока. Очевидна необходимость тщательного экспериментального изучения этих результатов. Интересно отметить, однако, что экспериментальное подтверждение изложенной выше гипотезы дают результаты, полученные Спенсером и Кучарским [42]. Неоднородности неподвижной фазы в плоскости поперечного сечения колонки могут оказывать значительное влияние на форму профиля скоростей потока, а следовательно, и на величину ВЭТТ. В этой связи могут иметь значение экспериментальные результаты, полученные Хьюпе [43]. Хьюпе обнаружил, что при увеличении плотности материала насадки профиль скоростей потока может стать выпуклым в противоположность [c.24]

Рассмотрим данные работы [22] по профилям пульсационных скоростей несущей фазы гетерогенного потока для случая, когда присутствие частиц не оказывает влияния на профиль осредненной скорости газа (см. рис. 4.2 и рис. 4.3). Результаты измерений продольной и поперечной составляющих пульсационной скорости несущего газа приведены на рис. 4.7 и рис. 4.8 соответственно. Из рис. 4.7 можно сделать следующие выводы 1) все использованные в экспериментах частицы уменьшали интенсивность продольных пульсаций несущего воздуха практически по всему сечению трубы (в области О r/R 0,9 — 0,95) 2) максимальное гашение пульсаций наблюдалось вблизи оси трубы 3) степень подавления продольных пульсаций скорости возрастает с увеличением массовой концентрации частиц и уменьшением их инерционности. [c.104]

Профиль скоростей и диффузионных потоков при каждой производительности куба колонны является определенным. Операция интегрирования может быть произведена после подстановки соответствующих выражений для V, л в (1) и и >2 в (2). Для ламинарного потока профиль вертикальных скоростей, как известно, имеет параболическую форму, а коэфициенты диффузии остаются постоянными. Для турбулентного потока можно подобрать эмпирические уравнения, хара1сгеризуюиад1е выравненный профиль скоростей, и изменя10-щиеся поперечные коэфициенты диффузии (вихревая и молекулярная диффузия). Таким образом, принимая во внимание влияние скорости поверхности жидкости на профиль скоростей пара (но не учитывая обратного воздействия движения паровой фазы на жидкую), получаем следующие развернутые соотношения для вращающейся колонны [c.258]

В теории [Mi halke et al., 1995] рассмотрена устойчивость двухпараметрических профилей скорости, моделирующих среднее течение вблизи точки отрыва и в отрывной зоне решения получены в плоскопараллельном приближении. В результате расчетов установлено, что осесимметричное течение, подобно плоскому, становится более неустойчивым с возрастанием поперечного размера зоны отрыва максимальные инкременты возмущений и частотный диапазон усиливаемых колебаний увеличиваются с ростом расстояния от точки перегиба до стенки. Общая тенденция влияния осевой симметрии на устойчивость течения заключается в том, что оно стабилизируется и число спиральных мод колебаний, дающих вклад в нарастающее возмущение, сокращается. Количественный эффект, между тем, зависит от параметров среднего течения, частоты и моды колебаний. В частности, с ростом параметра осевой симметрии неустойчивость течения по отношению к первой спиральной моде может возрастать. [c.240]

В теории исследование устойчивости течения с градиентом давления выполняется таким же образом, как и в случае продольного обтекания плоской пластины, т. е. в предположении, что скорость основного течения зависит только от поперечной координаты у. Влияние градиента давления проявляется в распределении скоростей U (у). Результаты расчетов для профилей скорости семейств Фокнера — Скэн [Володин, Гапонов, 1970] и Польгаузена [Левченко, Соловьев, 1970 ] приведены на рис. 7.3 и 7.4. Повышение давления в пограничном слое сильно уменьшает критическое число Рейнольдса и способствует переходу ламинарной формы течения в турбулентную. Наоборот, падение давления увеличивает критическое число Рейнольдса и приводит к затягиванию перехода к турбулентности. [c.261]