Стратификация плотности окружающей среды

СТРАТИФИКАЦИЯ ПЛОТНОСТИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ [c.143]

Можно показать, что написанные выше уравнения пограничного слоя для некоторых геометрических конфигураций снова допускают автомодельные решения. В следующих трех разделах обсуждаются как эти, так и некоторые другие решения. В разд. 5.2 рассмотрены плоские наклонные поверхности при —я/2 < 0 < я/2. В разд. 5.3 описаны горизонтальные течения. В следующем разделе изучаются течения около симметричных двумерных и осесимметричных тел, в том числе около цилиндров и сфер. Кратко рассмотрены и трехмерные течения. В разд. 5.5 приведены корреляционные формулы, основанные на экспериментальных данных. За этим разделом следует рассмотрение влияния стратификации плотности окружающей среды на течение и параметры переноса. Во многих случаях происходит взаимодействие нескольких течений или течение взаимодействует с поверхностями. Такие взаимодействующие течения рассматриваются в разд. 5.7. В последнем разделе описан механизм отрыва потока, наблюдающегося в горизонтальных и наклонных течениях, [c.217]

Например, развивающиеся течения считались повсюду турбулентными, а также плоскими или осесимметричными. Предполагалось, что можно пренебречь молекулярным переносом. В отсутствие стратификации в окружающей среде плотность жидкости принималась постоянной во всех членах уравнений, кроме члена с выталкивающей силой. При разработке методов расчета характеристик течения в рамках сделанных выше предположений использовались два общих подхода. [c.169]

Температурная стратификация. При устойчивой стратификации неподвижной окружающей среды, когда плотность увеличивается с ростом глубины, снижается интенсивность вертикального течения и уменьщается проникающая способность восходящей струи. Это связано с совместным влиянием стратификации и процесса подсасывания окружающей жидкости, который уменьшает величину выталкивающей силы в струе. Такое изменение траектории струи происходит независимо от направления выталкивающей силы и градиента плотности, а также от интенсивности стратификации. [c.186]

Даже в ограниченных рамках ламинарных течений, вызванных только переносом тепла, выполнены значительные исследования важных дополнительных эффектов. В прикладных задачах условия, наложенные, например, на температуру поверхности, погруженной в покоящуюся окружающую среду, и саму среду, отличаются часто настолько, что в области диффузионной передачи тепла вязкость и теплопроводность жидкости заметно изменяются. Указаны пути учета этих эффектов, а также эффектов, возникающих из-за стратификации плотности в окружающей среде, образующейся вследствие изменения температуры в вертикальном направлении. Стратификация оказывает существенное влияние на перенос. [c.24]

Опубликовано много экспериментальных исследований свободноконвективного теплообмена на вертикальных нагретых поверхностях при условии постоянной температуры поверхности или при условии постоянной плотности теплового потока на поверхности. Чтобы оценить влияние числа Прандтля, использовались различные жидкости, чаще всего воздух и вода. При воспроизведении идеализированных условий, предполагаемых в теории, возникают различные трудности. В идеальном случае движение жидкости должно быть вызвано только действием нагретой поверхности. Но в действительности на экспериментальные данные могут повлиять вибрация поверхности, возмущения течения в окружающей среде, циркуляция и стратификация жидкости, связанные с конечным объемом окружающей среды. Другой важный вопрос состоит в том, насколько точно выполняется в экспериментах граничное условие на поверхности. Влияние [c.127]

В природе и технике часто встречаются индуцированные выталкивающей силой течения, возникающие в окружающей среде со стратификацией плотности. Особое значение имеет это явление при сбросе энергии и вещества в окружающую среду, в системах хранения энергии, например в солнечных накопителях, и при теплоотдаче от тел, находящихся в замкнутых полостях. В этих условиях важно определить влияние стратификации плотности в окружающей среде на течение и тепломассоперенос от конкретного тела. В разд. 3.6 рассмотрена устойчивость стратифицированной среды и показано, что в жидкости, плотность которой уменьшается с увеличением температуры, для сохранения устойчивой стратификации необходимо, чтобы окружающая температура уменьшалась медленнее, чем в адиабатически стратифицированной среде. Это условие удовлетворяется, если окружающая температура увеличивается с высотой. Именно такой случай изучен наиболее всесторонне. [c.143]

Условие отсутствия скольжения и непроницаемости стенки ведет к соотношению (7.2.5), а соотношение (7.2.6) показывает, что вдали от стенки окружающая среда неподвижна и стратификация отсутствует. Движущий механизм этого процесса определяется законом нагрева стенки. Возможно изменение температуры стенки по времени to— о = Р х) или изменение плотности теплового потока на поверхности <7" = 0(т), или какое-либо иное воздействие. [c.436]

Стратификация окружающей среды. Стратификация жидкости в окружающей среде, как температурная, так и концентрационная, встречается довольно часто. В этом случае при решении определяющих уравнений необходимо использовать уравнение состояния. Сначала рассмотрим наиболее простой случай р = р( ), когда изменение плотности определяется только параметром температурной стратификации [c.185]

Если в окружающей среде существует стратификация, обусловленная различными причинами, то не удается создать адекватную простую модель течения. В этом случае разности температуры, концентрации и плотности изменяются независимо друг от друга, в результате чего соответствующие профили струи не являются автомодельными. [c.186]

В более общем случае, когда в окружающей среде существует как температурная, так и концентрационная стратификация, в систему определяющих уравнений необходимо ввести уравнение состояния. Тогда уравнение для разности плотностей (положительной или отрицательной) принимает следующий вид [c.188]

Когда струя поднимается вверх, суммарная выталкивающая сила, определяемая совместным действием разности температур и концентрации соли, изменяется также в соответствии со стратификацией окружающей среды. Подъемная сила вдоль траектории струи вычислялась с помощью соотношения (9.1.1), которое связывает плотность жидкости с локальными значениями температуры, концентрации соли, давления в струе и окружающей среде. [c.191]

Во всех пяти рассчитанных случаях выталкивающая сила, сначала положительная, далее становится отрицательной и поэтому струи поднимаются не выше некоторой предельной глубины проникновения. Траектории струй изгибаются довольно плавно, поднимаясь вверх, а затем опускаясь вниз, под действием вертикального градиента плотности, примерно постоянного в рассматриваемой области. Представленные результаты показывают, что довольно умеренная стратификация окружающей среды сильно влияет на траекторию восходящей струи. [c.191]

Строгие пределы допустимой стратификации накладывает условие неподвижности окружающей среды. Так как физическая протяженность и геометрическая конфигурация окружающей среды здесь ничем не ограничиваются и не конкретизируются, среда должна оставаться устойчивой на бесконечном протяжении. Простая приближенная начальная оценка устойчивости состоит в том, что плотность роо не может возрастать в направлении вверх. Любое заметное возрастание р приводит к неустойчивости и вызывает возникновение циркуляции- в окружающей среде. Простое условие, отвечающее этому виду устойчивости, записывается так [c.96]

Следует учитывать, что прием осреднения турбулентного движения не сказывается на сущности процессов, характерных для турбулентного движения линии тока осредненного движения (которые непроницаемы для этого условного движения) проницаемы для пульсационного движения, переносящего из слоя в слой сквозь линии тока осредненного движения импульс, теплоту, вещество. Выделение осредненного движения из действительного турбулентного движения проводится методом стратификации (послойным рассмотрением) скорости, температуры, плотности и других характеристик потока. Кроме того, представление о том, что одни и те же объемы жидкости (газа), участвующие в пульсационном движении, переносят импульс, теплоту и массу одновременно, дополняется представлением о взаимодействии переносимой субстанции с окружающей средой. [c.82]

Величина И зависит только от того, как изменяется разность to — tao В направлении течения из-за стратификации температуры окружающей среды t и (или) изменения to, т. е. второго заданного граничного условия, а Я выражает только степень стратификации плотности окружающей среды. Наложенная стратификация может быть и большой, и малой, но в покоящейся окружающей среде стратификация должна быть устойчивой. Ва многих задачах, представляющих интерес, стратификация мала, т. е. длина Я очень велика по сравнению с х = L. Например, а дальнейшем будет показано, что в адиабатически стратифицированном идеальном газе Н = На = pRT/ vg = yRT/g. Тогда величина х/Н (или L/H) очень мала, ибо [c.52]

Сделаем приближенную оценку этого отношения, исходя из проведенных выше оценок отдельных членов, но с учетом возможной стратификации плотности в окружающей среде, т. е. при условии драо/дх ф 0. Учитывая стратификацию и вычисляя Рсо — р так же, как в уравнении (2.5.11), перепишем отношение (2.5.13) в следующем виде [c.51]

Подвод тепла в замкнутую окружающую среду вызывает как рециркуляцию течения, так и изменение распределения плотности в полости. Временной интервал, для которого допускается возможность моделирования внешних естественноконвективных течений, можно определить, по крайней мере приблизительно, путем непрерывного контроля условий, при которых проводятся измерения. Так, существенные изменения местных режимов указывают на влияние ограничений. Точно так же, исходя из объема жидкости в спутной струе, оказалось возможным приблизительно рассчитать стратификацию среды, возникающую в результате действия сосредоточенного источника тепла. [c.312]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология