Поток ламинарный при перемешивани

Еще один случай сегрегированного потока — ламинарное движение жидкости, когда молекулярной диффузией и естественной конвекцией ожно пренебречь. Тогда можно разделить поток на ряд элементарных кольцевых слоев, движущихся без взаимного перемешивания. [c.329]

Как показывает практика, р и б существенно зависят от условий эксперимента формы зерен ионита, характера упаковки зерен в слой, скорости и режима движения потока раствора (ламинарного или турбулентного) . При увеличении скорости потока (скорости перемешивания раствора) р существенно увеличивается, а б уменьшается. [c.275]

Кубовые реакторы близки по своим характеристикам к модели идеального смешения. Реальные трубчатые реакторы, наоборот, обладают существенными отклонениями от теоретической модели. Известно, например, что поршневое течение жидкости в трубе практически невозможно как при ламинарном, так и при турбулентном течении скорость жидкости в различных точках сечения потока неодинакова. Частицы жидкости в центре трубы движутся значительно быстрее, чем частицы, находящиеся вблизи стенки. Это нарушает условие равенства времени пребывания различных частиц в аппарате и влияет на поле концентраций в нем. Кроме того, модель идеального вытеснения не учитывает молекулярную и конвективную диффузию веществ в направлении потока (продольное перемешивание), уменьшающие средние концентрации реагирующих веществ и среднюю скорость реакции. Вследствие этого время реакции и необходимый объем реактора увеличиваются. Несмотря на эти отклонения, модель идеального вытеснения весьма полезна для расчета и анализа работы реакторов. [c.244]

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]

Только слои жидкости в непосредственной близости от стенки существенно влияют на теплообмен. Векторы скорости этих слоев параллельны стенке, а тепловой поток перпендикулярен к ней. Поэтому мы рассматриваем законы теплообмена в потоке, параллельном поверхности стенки (в направлении оси х). Предположим, что скорость существенно изменяется только в направлении у, в котором также происходит передача тепла. Поэтому существенное изменение температуры имеет место только в направлении у. Согласно Прандтлю мы упрощаем действительные условия, допуская, что ламинарный подслой, в котором не имеется никакого турбулентного перемешивания, существует в непосредственной близости от стенки и что в остальном потоке ламинарная теплопроводность н трение малы по сравнению с турбулентным теплообменом и ими можно пренебречь. [c.254]

Отмеченные Адлером [7] более высокие скорости и давления у нарул ной стенки колена при ламинарном потоке могут служить иллюстрацией передачи давления путем проводимости, так как при ламинарном потоке нет перемешивания линий тока. [c.17]

Но и при турбулентном движении в очень тонком пограничном слое у стенок канала движение имеет ламинарный характер (ламинарный пограничный слой). В остальной части потока вследствие перемешивания распределение скоростей более равномерно, чем в ламинарном слое. [c.115]

Но и при турбулентном движении (рис. 6-6,6) в очень тонком граничном слое у стенок трубы движение носит ламинарный характер. Этот слой толщиной о называется ламинарным подслоем. В остальной части (ядре) потока, вследствие перемешивания жидкости, скорости распределяются более равномерно, чем при ламинарном движении, причем Шср 0.85 гг макс- [c.102]

При передаче тепла конвекцией у поверхности стенки, вдоль которой движется теплоноситель и через которую передается тепло, образуется ламинарный пограничный слой. Через этот слой тепло передается путем теплопроводности, в то время как за пределами этого слоя, в основной массе теплоносителя, температура в каждом поперечном сечении остается почти постоянной, мало изменяющейся по мере удаления от стенки. Выравнивание температуры в основной массе происходит в результате перемешивания теплоносителя при движении отдельных его частиц. С повышением турбулентности потока это перемешивание усиливается, что ведет к уменьшению толщины пограничного слоя и увеличению количества передаваемого тепла. [c.274]

Формулы (41,8) или (41,9) показывают, что скорость коагуляции, как и в случае ламинарного перемешивания, пропорциональна кубу радиуса коагуляции / . Кроме того, Л/турб растет с характерной скоростью потока, как и сравнительно слабо зависит от масштаба крупномасштабных пульсаций и вязкости жидкости. Формула (41,9) справедлива для монодисперсной системы при таком размере частиц, когда [c.222]

Масса расплава вязкостью около 200 Па-с движется со скоростью 0,4—0,6 м/мин в условиях устойчивого ламинарного режима. Однако в первой секции наблюдаются зоны конвективного перемешивания и проскока лактама, а в кольцевом зазоре во второй зоне — байпасирование потока. Продольное перемешивание приводит к увеличению продолжительности процесса до 24—32 ч. [c.31]

При Нбц < 10 движение перемешиваемого потока ламинарно при Кец = 10—1000 — переходной режим при Кец > 1000— турбулентный режим перемешивания. [c.40]

Ре < 2300, следовательно, режим движения потока ламинарный, что и требуется для предотвращения возможности перемешивания в отстойниках. [c.48]

В предыдущих главах были рассмотрены реагирующие потоки предварительно перемешанной и не перемешанной смеси в предположении ламинарности основного потока. В большинстве устройств, использующих процесс горения (например, двигатели внутреннего сгорания, котлы и горелки), поток обычно турбулентный. В турбулентных потоках эффективность перемешивания существенно увеличивается. В результате камера сгорания может быть значительно меньше по объему, чем в случае ламинарного потока. Несмотря на широкое использование турбулентного горения, в этой области до сих пор остается очень много темных пятен. И турбулентное горение, и собственно турбулентность в настоящее время активно исследуются. [c.192]

При турбулентном режиме (см. с. 41) в очень тонком пограничном слое толщиной б у стенок трубы движение носит ламинарный характер. В остальной части (ядре) потока вследствие перемешивания жидкости скорости распределяются более равномерно, чем при ламинарном движении (см. рис. 25), и И1>ср 0,85 хшо. [c.48]

При исследовании [17] насадочной колонны диаметром 38 мм, длиной от 152 до 915 мм, заполненной различными насадками (шары, кольца Рашига и др.), кривые отклика на импульсный ввод трассера в поток воды регистрировали в двух сечениях. С увеличением критерия Рейнольдса от 0,1 до 1000 наблюдалось возрастание Еп от 0,2 до 10 см с и Ре—от 0,1 до 1,3. При Ке = 0,1—100 величина Еп линейно зависит от Ре, а при Не = 100—400 показатель степени у Ке падает от 1 до 0,25, после чего наблюдается излом кривой. Авторы объясняют это переходом от ламинарного режима течения к турбулентному. Заметим, что при Ке=1—400 числа Пекле весьма близки для всех испытанных типов насадок (Ре 0,8). С увеличением размера элемента насадки продольное перемешивание несколько возрастает (Ре падает). [c.184]

Ламинарный режим потока, ламинарное движение (нерекомендуемые термины параллельное движение , струйчатое движение )—движение жидкости без пульсации скорости и, следовательно, без молярного перемешивания жидкости. [c.8]

В отличие от ламинарного в турбулентном потоке наблюдается всегда пульсация скоростей, под действием которой частицы жидкости получают возможность перемещаться также в поперечном направлении. Это приводит к перемешиванию жидкости. Вблизи стенок, ограничивающих поток, такое перемешивание невозможно. Поэтому вблизи стенок поток движется по траекториям, определяемым состоянием стенок (их шероховатостью) и свойствами жидкости. [c.50]

Третий случай движения потока в трубке качественно отличается от первого слоистый (ламинарный) поток превратился в вихревой (турбулентный). В турбулентном потоке перемешивание и контакт молекул жидкости (газа) осуществляется гораздо быстрее, чем при простом перемешивании и контакте, осуществляемом с помощью теплового движения частиц. Поэтому при турбулентном движении [c.64]

Неравномерное протекание реакции вследствие влияния распределения скоростей в поперечном сечении потока может вызывать нежелательные эффекты. При полимеризации вязких смесей в ламинарном потоке будет наблюдаться более неравномерное распределение полимеров по молекулярной массе, чем в реакторах с хорошим перемешиванием. Это будет отражаться на некоторых физических свойствах продуктов, например изменяется интервал температур размягчения. В случае протекания побочных или последовательных реакций деполимеризации неточность определения времени реакции может вызывать такие серьезные трудности, что окажется необходимым перейти от реакторов выт не-ния к какой-нибудь конструкции реакторов с мешалками. [c.152]

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]

Метод представления данных, использованный в этих работах, рассматривает квазигомогенную систему, возможно, с некоторым распределением скорости. По Тейлору ламинарный поток в круглой трубе без насадки, вследствие перемешивания, за счет молекулярной диффузии и радиального изменения скорости, может быть представлен как ноток с равномерной по сечению средней скоростью, на который наложено перемешивание. Последнее характеризуется коэффициентом эффективной осевой дисперсии. [c.300]

В системе без иеремешивания элементы объема не взаимодействуют при поступлении в реактор они сохраняют свои индивидуальные свойства и при выходе из него. Это возможно, например, в реакторах с ламинарным потоком, если молекулярной диффузией между различными струями потока можно пренебречь. Слабое перемешивание потока между входом и выходом также увеличивает растянутость времени пребывания. В таких системах часть вещества находится в мертвых зонах, за счет которых общий реакционный объем увеличивается, но основной поток почти не затрагивает их. В этих зонах реакция почти полностью завершена и скорость превращения очень мала. [c.92]

Если в прямой трубе поток высоковязкой реакционной смеси отличается большой неоднородностью, часто этот эффект удается понизить, применяя трубы спиральной формы. При этом уменьшается разница между временем пребывания отдельных элементов и возрастает влияние радиальной диффузии. Вследствие этого наблюдаемый коэффициент продольного перемешивания при ламинарном потоке в изогнутых трубах чрезвычайно мал, особенно для газов. Некоторое экспериментальные данные, подтверждающие эти положения, приведены на рис. П1-16 . [c.108]

При турбулентном потоке критерий Пекле для продольного перемешивания значительно вьппе, чем при ламинарном. Благодаря турбулентности ускоряется обратный перенос энергии и вещества, [c.108]

При турбулентном движении благодаря сильному перемешиванию отдельных частей потока профиль скоростей значительно более пологий, чем в ламинарном потоке. Как показали опыты [c.16]

По первому варианту расчет ведется в предположении, что горячий и холодный потоки не перемешиваются в пределах своих каналов. Это возможно лишь при ламинарном режиме в них. В нашем конкретном случае числа Ке в узких и широких каналах имеют значения от 3,5 до 7 тыс., поэтому перемешивание все-таки будет. Для узких каналов отношение ширины канала (5) к поперечному размеру для воздуха и дыма от 0,004 до 0,005. При этом возможное перемещение сможет перенести лишь незначительное количество тепла из края в край щели. Расчет по первому варианту дает А1 эффективное в [c.102]

Реакторами идеального вытеснения называются реакторы непрерывного действия, в которых осуществляются ламинарный гидродинамический режим. В них поток реагентов движется в одном направлении по длине реактора без перемешивания, обратного или поперечного перемещения. В РИВ-Н параметры, движущая сила процесса и скорость процесса изменяются по длине реактора (во времени), причем отклонение средней движущей силы от постоянного значения является максимальным (рис. 10.14а). [c.122]

Интенсивность перемешивания в потоке зависит от спектра масштабов турбулентности и от скорости турбулентных пульсаций. При вдувании газа в пористую среду (плотный слой) непосредственно в месте ввода кинетическая энергия превращается в потенциальную, скорость падает и резко возрастает статическое давление. Поток раздробляется на мельчайшие струйки с низкими скоростями пульсаций и мелкими масштабами турбулентности или даже движение становится ламинарным. Струйки движутся в слое по линиям наименьшего сопротивления, слабо перемешиваясь между собой. Поэтому, если газ и воздух подводятся в слой раздельно, горение получается растянутым и несовершенным. Углеводородные фракции топлива разлагаются с выделением сажистого углерода в порах слоя, засоряя его. Полученные в лабораторных условиях экспериментальные данные о распределении статических давлений в слое при сосредоточенной подаче газа в нижние горизонты слоя по его [c.120]

Когда газ движется турбулентным потоком через поверхность, т. е. Ке>2100), тогда турбулентное перемешивание поддерживает гомогенность состава во всем объеме газа. Ближе к границе раздела фаз движение газа замедляется, и образуются ламинарные слои обычно предполагают, что на границе раздела газ неподвижен. [c.107]

Кажется противоестественным, что мощность электродвигателя мешалки должна быть ниже, когда вязкость жидкости выше. Тем не менее при повышении вязкости в турбулентном режиме процесс перемешивания становится более локализованным, и величина потока, вызываемого мешалкой, понижается. Однако при ламинарном режиме мощность, потребляемая мешалкой, прямо пропорциональна вязкости. [c.49]

При турбулентном режиме характер течения различен по поперечному сечению потока. У стенки течет тонкий ламинарный слой, в центральной части потока находится сфера вихревого движения (с радиальным перемешиванием). Ламинарный слой отделяется от [c.41]

Поток в трубопроводе. Динамика перемешивания потока в трубопроводе может быть определена в случае ламинарного движения. Если в некоторый момент начать подачу жидкости с индикатором, имеющим концентрацию уо, то, как показано на рис. П-102, при профиле ламинарного движения индикатор появится у выхода спустя промежуток времени то. Средняя концентрадия индикатора на выходе у будет возрастать, асимптотически приближаясь к г/о. [c.199]

В турбулентном потоке происходят пульсации скоростей, под действием которых частицы жидкости, движущиеся в главном (осевом) направлении, получают также поперечные перемещения, приводящие к интенсивному перемешиванию потока по сечению и требующие соответственно большей затраты энергии на движение, жидкости, чем при ламинарном потоке. [c.41]

Смешивание наименее удовлетворительно, когда скорость вводимого в трубку потока реагентов мала, а сам поток ламинарный. Поскольку при общих давлениях порядка 1 мм рт. ст. диффузия относительно медленна, радиальная компонента скорости у молекул вводимых в трубку реагентов сравнительно невелика. В этом случае в потоке газа ниже сопла, через которое вводятся реагенты, сохраняются радиальные градиенты концентраций. Если реагенты вводятся в трубку через отверстие с относительно малым диаметром, а скорость вводимого потока довольно высока, чтобы после сопла возникла небольшая зона турбулентности, то молекулы реагентов приобретают достаточную радиальную скорость для быстрого смешивания. Наиболее простое устройство такого типа состоит из вводящего патрубка (с диаметром отверстия 1 мм), направленного вдоль оси трубки. Скорость молекул вводимого реагента но отношению к основному потоку оказывается наибольшей в том случае, если поток из вводящего патрубка движется навстречу основному потоку. Используются также разнообразные вводящие устройства с большим числом отверстий, располагаемые вдоль оси реакционной трубки с их помощью можно добиться быстрого установления гомогенных потоков вблизи выходных отверстий. В реакционных трубках прямоугольного сечения, используемых для спектрофотометрических исследований [20], быстрого перемешивания добиться труднее, чем в цилиндрических. По времени установления гомогенной оптической плотности основного потока при введении в него светопоглощающего реагента через патрубок с одним отверстием или с большим числом отверстий [c.295]

Аналогичная зависимость, по-видимому, справедлива для режима идеального вытеснения, а из уравнений 2.7 следует, что она также приложима и к ламинарному потоку в трубе. Представляется, что эта закономерность имеет более общий характер и не ограничивается какими-либо особыми допущениями о режиме перемешивания или о типе потока [26—28]. Сполдин- [27] показал, что для соблюдения равенства необходимо, чтобы диффузия индикатора была мала по сравнению с потоком массы. На практике это требование в основном, вероятно, выполняется . [c.97]

В псевдоожиженном слое существуют благоприятные условия для тепло-и массообмена между твердыми частицами и ожижающим агентом происходит быстрое перемешивание твердых частиц. При атом коэффициенты теплообмена с наружной поверхностью аппарата весьма высоки, поэтому аппараты с псевдоожиженным слоем используют как теплообменники и хими-ческие реакторы, особенно в тех случаях, когда требуется тонкое регулирование температуры и когда системе нужно сообщать (или отеодить ив нее) большие количества тепла. В связи с атим необходимо выяснить характер движения ожижающего агента и твердых частиц. По внешнему виду поток ожижающего агента в псевдоожиженном слое кажется турбулентным. Однако при скоростях, близких к скорости начала псевдоожижения, и в непрерывной фазе неоднородного слоя с барботажем пузырей движение потока обычно является ламинарным этот режим нарушается только в сильно расширенном Однородном слое и при использовании крупных твердых частиц. [c.38]

В системах Ж—Т и Ж—Ж разность плотностей тяжелой и легкой фазы сравнительно невелика. Тяжелая фаза взвешивается в легкой главным образом за счет архимедовой подъемной силы, поэтому взвешенный слой образуется при малых линейных скоростях потока легкой фазы и существует в малом диапазоне скоростей. Существование взвешенного слоя в этих системах обычно соответствует ламинарному режиму перемешивания и неинтенсивному массообмену между фазами. [c.12]

В кольцевом канале теплообменника труба в трубе часто возникает ламинарный или переходной режим течения теплоносителя. В этом случае формирование пограничного слоя по длине ребер оказывает существенное влияние на теплообмен и учитывается в расчетах коэффициентов теплоотдачи. Коэффициенты теплоотдачи при ламинарном или переходном режиме течения могут быть увеличены за счет разделения и перемешивания потока продольными ребрами на определенных интервалах длин. Ребра разделяют поток в радиальном направлении от основания до наружной кромки, которая вызывает закручивание теплоносителя и перетекание его в соседние радиальные каналы. Данный эффект перемешивания обычно учитывается при расчетах коэффициентов теплоотдачи введением длины участка неременшвания по аналогии с длиной участка стабилизации потока. Очевидно, это приводит к увеличению и перепаду давления. Оптимальная длина участка перемешивания 300—1000 мм. [c.19]

Даииый метод так/ (с позволил впервые учесть влияние байпасного потока и перетечек на искажения профиля температур. Температура этих потоков изменяется намного меньше, чем температура поперечного потока В, который непосредственно контактирует с теплообменной поверхностью. Перемешивание возникает в некотором пространстве между перегородками и в конечном счете вблизи кромок. Однако неполное перемешивание, особенно для ламинарного режима течения, приведет к искажению профиля температур, который используется в расчетах средней разности температур. Это, в частности, может привести к опасным последствиям при близки.х значениях температур с обеих сторон и больших перетечках потока , который по принятым допущениям не влияет на теплоотдачу и не смешивается с другими потоками. Из всех нерешенных проблем для потока со стороны кожуха искажение профиля температур является, по-видимому, самой серьезной, п в дальнейпшм будут приложены все усилия, чтобы решить ее с той же точностью, что и гидродинамическую задачу. [c.25]

Если численные значения критерия Рейнольдса одинаковы для двух потоков, то такие потоки подобны. Установлено, что при значении Ке ниже критического Ке, р = 2100 частицы жидкости совершают пост5 пательное движение в направлении оси прямой трубы. Слои жидкости при этом перемещаются один относительно другого. Такое движение жидкости называют вязким, или ламинарным. Если в ламинарный поток, движущийся по стеклянной трубке, ввести тонким капилляром краситель, то струйка красителя будет заметна в виде тонкой нити без поперечного перемешивания. Для такого движения потока действительно уравнение Навье — Стокса. [c.38]

В ламинарном пограничном слое перенос тепла осуществляется путем теплопроводности. Обычно тепловые (термические) сопротивления здесь высоки. Этому соответствует больиюе падение температуры. В турбулентном слое вследствие перемешивания тепло переносится путем конвекции. Температура в турбулентном слое быстро выравнивается, и приближенно ее можно считать средней температурой потока. [c.316]

Приведенные расчетные уравнения получены для изотермических условий течения жидкости. При иагреваиии или охлаждении движущейся жидкости через стенки трубы в результате изменения температуры меняется и вязкость жидкости по сечению трубы. Это вызывает некоторое изменение профиля срсоростей по данному сечению и, соответственно, изменение величины к. Особенно существенно влияние теплообмена на величину к 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]