Поток поперечный при обтекании цилиндра

Рис. 6-15. Обтекание цилиндра поперечным потоком жидкости

Рис. 12.13. К определению проекции на направление потока сил давления и трения при поперечном обтекании цилиндра

Рис. 3.9. Влияние числа Рейнольдса на характер поперечного обтекания круглого цилиндра а — камера неподвижна относительно цилиндра д — камера перемещается со скоростью основного потока 1141.

Рис.5.7. Траектории частиц диаметром 40 мкм (Stkf =1,4) при поперечном обтекании цилиндра гетерогенным потоком 2444кг/м Rep =40) линии — потенциальное течение кружки — вязкое течение

Теплоотдача при вынужденном поперечном омывании пучков труб. При поперечном обтекании одиночных труб и тем более пучков труб практически всегда имеет место турбулентный режим. Опыт показывает, что плавное, безотрывное обтекание одиночного цилиндра происходит только при очень малых значениях Re(Re<5). При поперечном обтекании переход от ламинарного потока к турбулентному не происходит резко при превышении критического значения Ре, как это имеет место для потока в трубе. [c.110]

Таким образом, при поперечном обтекании цилиндра должны образоваться поля, симметричные по отношению к плоскости миделева сечения. Но отсюда непосредственно следует, что равнодействующая сил, приложенных к цилиндру, должна равняться нулю. Другими словами, цилиндр не должен оказывать никакого сопротивления омывающему его потоку жидкости. Это — результат, физически явно невозможный и известный под названием парадокса Даламбер а. [c.79]

Рассмотрим осаждение капель одинакового радиуса из потока газа при поперечном обтекании цилиндра со скоростью П вдали от цилиндра. Предположим, что капли достаточно малы, поэтому для определения силы сопротивления можно пользоваться формулой Стокса. Тогда траектории движения капель определятся уравнением [c.497]

В более поздней работе [3] рассчитаны траектории частиц при поперечном обтекании цилиндра потенциальным потоком. В этом исследовании (так же, как и в [2]) рассматривалось движение одиночных частиц, когда столкновения между частицами и их влияние на газ не принимаются во внимание. По сравнению с [2] была предпринята попытка учета отличия [c.132]

Картина поперечного обтекания цилиндра вязким потоком представляется в следующем виде. Лишь при весьма малых значениях числа Рейнольдса реальные условия процесса согласуются с рассмотренной выше симметричной схемой, соответствующей идеальной жидкости. Уже при значениях Не порядка 10° эта простая форма течения начинает нарушаться под влиянием отр-ыва пограничного слоя. Вначале слабо выраженный этот эффект с увеличением Не усиливается п, в конце концов, приводит к полной перестройке потока. [c.81]

Эти обобщения составляют содержание данной главы. Они основаны на использовании более общих предположений о,форме частиц и характере их обтекания, а также включают учет диффузионного влияния соседних частиц на массообмен отдельной частицы. Рассмотрено общее уравнение диффузионного пограничного слоя при трехмерном обтекании реагирующей частицы произвольной формы, которое далее используется в конкретных примерах Г Результаты включают, в частности, решение задачи о диффузии вещества к поверхности эллипсоидальной частицы и кругового тонкого диска при осесимметричном обтекании и к эллиптическому цилиндру и пластине при поперечном обтекании. Проведен расчет интенсивности массообмена сферической частицы и капли с трехмерным деформационным и простым сдвиговым потоком. Как и в других разделах, основным итогом являются приближенные формулы, позволяющие эффективно вычислять локальный и полный диффузионные потоки реагирующего вещества к поверхностям частиц, которые существенным образом зависят от формы частицы и поля течения вблизи ее поверхности, а также от взаимного расположения частиц в системе. [c.125]

При поперечном обтекании цилиндра потоком жидкости или газа отклоняющая сила Р может быть рассчитана по фор муле [15] [c.202]

Циркуляция скорости может возникнуть при обтекании тела как потенциальным, так и вязким потоком жидкости. Для иллюстрации рассмотрим поперечное об-текание потоком вязкой жидкости цилиндра, вращающегося с постоянной скоростью (рис. 1.6). Как известно, вблизи поверхности твердого тела в жидкости возникает тонкий пограничный слой. Поскольку вязкие силы в этом слое существенны, очевидно, что те частицы жидкости, которые находятся вблизи вращающегося цилиндра, приобретут движение в направлении вращения цилиндра. Циркуляция скорости, причиной возникновения которой является трение, создает силу, действующую па цилиндр в направлении, перпендикулярном направлению потока. Поэтому эта сила называется поперечной. Поперечная сила всегда направлена от той стороны вращающегося тела, на которой направление вращения и направление потока противоположны, к той стороне, на которой эти направления совпадают. Возникновение при указанных условиях поперечной силы называется эффектом Магнуса (по имени ученого, впервые открывшего это явление в 1852 г.). [c.20]

Кипение при потоках между ОПК и пиковой величиной теплового потока характеризуется наличием двухфазного пограничного слоя вблизи поверхности нагрева и колебанием температуры поверхности из-за локальной изоляции ее паром. Так как эти паровые пятна нестабильны, то происходит немедленное замещение их жидкостью и пузырьковое кипение продолжается. Стабильность поверхности раздела пар — жидкость является основой анализа в большинстве теоретических работ. В последующих разделах будут рассмотрены как теоретические, так и экспериментальные уравнения для критических тепловых потоков при кипении в большом объеме, в нагреваемых каналах и при поперечном обтекании цилиндров. [c.175]

Результаты исследований [34, 35] свидетельствуют о том, что в целом гидродинамическая структура поперечного обтекания цилиндра, размещенного на поверхности плоской пластины, как в окрестности источника возмущений, так и ниже по потоку, во многом подобна той, которая реализуется при обтекании прямоугольного препятствия высотой Н [36, 37 ], хотя и имеет некоторые особенности. При этом в процессе сложной эволюции сдвигового потока формируются, по крайней мере, четыре основных этапа развития течения по длине неравновесной области (рис. 5.15) [c.274]

Тела сложной формы. Картина обтекания тел сложной формы и процессы теплоотдачи при этом имеют ряд особенностей. Опыт показывает, что плавный характер поперечного обтекания труб и стержней с разной формой сечения, шара и других неудо-бообтекаемых тел возможен лишь при очень малых значениях числа Рейнольдса. В характерных для практики условиях обтекание тел сопровождается отрывом потока и образованием в кормовой части вихревой зоны. Своеобразие обтекания тел существенно сказывается и на их теплоотдаче. Так, например, интенсивность теплоотдачи по периметру поперечно обтекаемого цилиндра резко изменяется по мере нарастания пограничного слоя от максимума в лобовой точке (ф=0) до минимального значения в области <р=80+-100° (см. табл. 2.26), а затем в кормовой части вновь возрастает за счет интенсивного вихревого движения жидкости. При прочих равных условиях теплоотдача максимальна, когда направление набегающего потока перпендикулярно оси цилиндра. С уменьшением угла атаки коэффициент теплоотдачи уменьшается. [c.173]

Непропорциональное увеличение коэффициента сопротивления вызвано, вероятно, суш,ественной долей сопротивления формы поверхности в полной потере давления на трение. В потоке вдоль пластин и внутри гладких труб, где сопротивление формы отсутствует, аналогия между переносом тепла и количества движения достаточно хорошо соблюдается. Однако при поперечном обтекании цилиндров сопротивление формы составляет основную часть полного сопротивления потоку, и коэффициент сопротивления (рассчитанный по полному перепаду давления) больше не связан с коэффициентом теплоотдачи линейной зависимостью, как в случае /-фактора. По-видимому, то же положение справедливо в случаях, когда элементы шероховатости твердой поверхности простираются за пределы ламинарного подслоя — в турбулентное ядро. [c.363]

Очень интересная картина распределения коэффициента восстановления по поверхности получается на основании результатов экспериментального исследования поперечного обтекания цилиндра дозвуковым потоком воздуха большой скорости. Гидродинамическая картина, отвечающая случаю поперечного обтекания цилиндра, подробно рассматривается позднее ( 14). Здесь заметим только, что в этом случае кривизна обтекаемой поверхности значительна и поэтому скорость внешнего потока существенно изменяется вдоль по течению. Соответственно значительные изменения претерпевает и давление. В области возрастания давления движение развивается под тормозящим действием противодавления и в пограничном слое возникает течение обратного направления. Это приводит к отрыву пограничного слоя от поверхности. Создается сложная гидродинамическая обстановка. [c.52]

Цилиндр, помещенный в канал. Характерной скоростью потока при обтекании труб, помещенных в канал, является средняя скорость, полученная интегрированием профиля скорости в поперечном сечении. Она равна скорости в пустом канале, отнесенной к не занятой цилиндром доле поперечного сечения канала, [c.245]

А. Распространение завихрений. Поперечное обтекание трубы вызывает ряд вихрей в спутном следе, образуемых в связи с тем, что поток отрывается поперемен ю от противолежащих частей периметра трубы (рис. 1). Это распространение вихрей создает переменные силы, которые возникают все чаще по мере возр астания скорости потока. Для одиночного цилиндра диаметр трубы, скорость потока и частота возникновения вихрей могут быть связаны безразмерным числом Струхаля Зг [c.325]

При поперечном обтекании трубы или круглого прутка поток раздваивается, причем по обе стороны вдоль передней полуцилиндрической поверхности нарастает пограничный слой медленно движущейся жидкости. Вблизи границы передней полуцилиндрической поверхности этот слой обычно разрушается, отрывается от поверхности цилиндра и уносится потоком, а за цилиндром образуется вихревая зона (рис. 1-5). Коэффициент теплоотдачи имеет наибольшее значение на линии соприкосновения потока с цилиндром, постепенно уменьшается по направлению к границе передней полуцилиндрической поверхности, а затем за счет завихрений снова увеличивается на тыловой полуцилиндрической поверхности. [c.34]

Метод зажигания цилиндрических образцов потоком нагретого газа при поперечном обтекании. Цилиндрический образец вещества с помощью пневматического устройства вводится в равномерно нагретый до определенной температуры поток газа так, чтобы ось цилиндра была перпендикулярна направлению скорости потока. По свечению или показанию термопары измеряется длительность индукционного периода. В опытах варьируется состав, скорость и температура газа, диаметр образца. [c.309]

Следовательно, процесс обтекания не будет симметричным. Рассматривая сечение цилиндра по нормали к оси, можно видеть, что над цилиндром скорости потока будут больше, чем под ним. В соответствии с уравнением Бернулли там, где скорость больше, давление меньше, и, следовательно, вверху будет пониженное давление, а внизу — повышенное. В результате неравенства давлений возникает подъемная сила, стремящаяся двигать цилиндр в направлении, перпендикулярном потоку. При вращении цилиндра в потоке возникают значительные усилия, направленные перпендикулярно движению потока, при этом величина поперечной силы зависит от соотношения между скоростью потока и скоростью вращения цилиндра. [c.105]

Когда размер частиц > 1 мкм, броуновская диффузия не играет заметной роли, и осаждение частиц, взвещенных в потоке жидкости, можно исследовать методом анализа их траекторий при обтекании вместе с несущей жидкостью препятствий. Столкновение частиц с препятствием происходит при соприкосновении их поверхностей. Случай столкновения частиц с цилиндром при поперечном обтекании его потоком суспензии показан на рис. 10.6. [c.223]

Лобовое сопротивление при обтекании элементарных нитей нормальным потоком осадительной ванны определяют классическим методом, используемым при расчете поперечного обтекания системы цилиндров [186]. Расчетная формула для случая формования волокон имеет вид [c.249]

При поперечном обтекании одиночного цилиндра из опытов по теплообмену с потоком воздуха найдено [c.218]

На рис. 159 показан противоточный прямотрубный теплообменник с поперечными перегородками в межтрубном пространстве, которые обеспечивают поперечное обтекание потоком газа пучка труб. В трубном пространстве этого теплообменника проходит детандерный воздух, а в межтрубном пространстве — петлевой поток воздуха. Рабочее давление обоих потоков равно 0,6 МПа. Наружная обечайка представляет собой сварной цилиндр из коррозионно-стойкой стали. На трубки, запаянные в трубных решетках, надевают внутреннюю обечайку, предназначенную для уменьшения поперечного сечения межтрубного пространства. Это необходимо для увеличения скорости потока. [c.187]

В химической технологии часто используются твердые дисперсные материалы сферической или близкой к сферической формы, обменивающиеся теплотой с внешним потоком теплоносителя. Шар, как и цилиндр, при поперечном обтекании представляет собой плохообтекаемое тело. При Ке = об//у>50 в кормовой области за шаром возникает вихреобразование, и среднее значение коэффициента теплоотдачи здесь также определяется увеличивающейся по направлению обтекания толщиной пограничного слоя и степенью турбулизации в кормовой части шара. [c.72]

Разница давлений в струях А Ра - Ра(< 1 ра И) обусловлена разрежением, возникающим при обтекании струи о = о потоком, движущимся на внешней поверхности перфорированной стенки. По аналоши с поперечным обтеканием цилиндра со ско- ростью Уд (О запишем [c.267]

Рис.5.3. Траектории частиц диаметром 10 мкм (Stkf = 0,2) при поперечном потенциальном обтекании цилиндра гетерогенным потоком (рр = = 1400 кг/м и,о = 6 м/с)

Во всех теориях фильтрации аэрозолей предполагается, что каждое соударение между частицей и волокном эффективно и что частица прилипает к волокну под действием молекупярных сил В справедливости этого предположения были высказаны сомнения, а экспериментально было доказано, что частицы, осажденные в фильтре при одной скорости течении, могут быть сдуты с него воздушным потоком, обладающим большей скоростью Кроме того, для согласования всех экспериментальных данных об эффективности фильтров с волокнами различного диаметра дтя частиц различной величины, необходимо ввести коэффициент поилипа-ния частиц, т е принимать во внимание возможность неэффективных соударений и последующего отрыва частиц от волокон В своей теории, учитывающей лишь диффузию и зацепление частиц, Ленгмюр вначале рассмотрел осаждение частиц на изо лированном цилиндре, а затем на модельном фильтре, состоящем из слоя цилиндрических волокон с осями, параллельными поверх ности фильтра При этом он пользовался вычисленным Лембом полем течения вязкой жидкости при поперечном обтекании ци линдра При вычислении эффекта зацеплении рассчитывался объем аэрозоля (на единицу длины цилиндра), протекающего в единицу времени между крайними линиями тока, двигаясь по которым частица еще может соприкоснуться с цилиндром, зная этот объем можно рассчитать число столкнувшихся с цилиндром частнц Полученное выражение для коэффициента захвата частиц цилин дром содержит постоянную, величина которой изменяется при наличии других цилиндров, она может быть вычислена из перепада давления в слое волокон [c.207]

Аналогично можно получить выражение для потока на цилиндрическое препятствие при поперечном обтекании. Сложность состоит в том, что стоксовое обтекание цилиндра не существует. Однако можно воспользоваться решением Озеена, в котором частично учтены инерционные члены в уравнениях Навье — Стокса (заменой члена (м У)м на (С/ У)м). Это приближение справедливо при Ке< 1. Воспользуемся решением этой задачи [63], из которого следует, что вблизи поверхности цилиндра [c.224]

Если в стенках цилиндра устроена резонансная система, то при Re = 4750 и интенсивности внешних колебаний 0,0455 — —0,327 erl M в случае поперечного обтекания его потоком Л = 115 и т = 0,25, а в случае продольного обтекания Л = 95 и / г = 0,62. [c.71]

Пелепейченко И. И., Симбирский Д. ф. Теплоотдача цилиндра при поперечном обтекании потоком с гармоническим изменением скорости. Теплоэнергетика, 1963, № 3. [c.90]

Отдельно следует остановиться на работах Ганса Вера и сотрудников [18—20], которые исследовали теплообмен при естественной конвекции при числах Грас-гофа Ог = 9 10 н-15 10 и при вынужденном поперечном обтекании горизонтального цилиндра диссоциирующим газом N204 диаметром 10 мм и длиной 120 мм при числах Рейнольдса (Ре = 6000—9000). Температура поверхности цилиндра составляла /с = 60—125°С, температура N204 в области невозмущенного потока была в пределах около 30 °С. Исследования при естественной конвекции проводились при давлениях ниже атмосферного— до 0,05 атм (Сг = 102—10 ). [c.62]

Хименц разъяснил это противоречие между теорией и опытом, сравнив действительное распределение давления с синусоидальным и показав, что максимум скорости (минимум давления) в действительном обтекании оказывается расположенным вблизи 70° и, следовательно, в полном соответствии с теорией, точка отрыва находится в области замедляющего потока (диффузорной области). Случай поперечного обтекания круглого цилиндра дал первый яркий пример обратного влияния пограничного слоя на внешний поток. В этом случае, так же как и в других случаях отрыва пограничного слоя, получить удовлетворительное распределение давления по поверхности тела не удается ни с помощью расчетов по теории идеальной жидкости, ни с помощью поправок в духе изложенного 10 приема, и до сих пор нет сколько-нибудь рационального решения этого вопроса. Хименц положил в основу расчета пограничного слоя на круглом цилиндре экспериментальное распределение скорости [c.82]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология