Схема в пограничном слое

Рис. 1.13. Схема распределения скорости и температуры торможения в ламинарном пограничном слое для набегающего на пластину потока

Рис. 4.2. Схема пограничного слоя при обтекании плоской пластины

Рис. 7.5. Схема пограничного слоя затопленной струи

Теория диффузионного пограничного слоя. Эта теория в основном справедлива для случая твердой фиксированной границы раздела фаз. В основе теории лежит гипотеза о постепенном затухании турбулентного движения по мере приближения к твердой границе раздела со стороны жидкой или газовой фазы. Физическая схема турбулентного потока в соответствии с данной моделью показана на рис. 2.14 [141. Ядро потока (область I) характеризуется режимом развитой турбулентности и постоянной концентрацией растворенного вещества. В области II, расположенной [c.153]

В результате приходим к следующей схеме расчета факела струи в псевдоожиженном слое. Имеются (рис. 1.26, а) область, занятая плотной фазой слоя, и область Dj, занятая разреженной суспензией, причем граница этих областей образована поверхностью струйного канала (факела). Перетяжка на расстоянии Уь разделяет область струйного канала >2 на две части нижнюю-с регулярной формой факела и верхнюю, где форма факела весьма нерегулярна. В частном случае (при У > Нр ) получаем схему пограничного слоя с регулярной формой, характерной для стационарной струи (рис. 1.26,6). [c.39]

При нормальном соударении струи горячего воздуха с твердой поверхностью, например охлаждаемым воздухом днищем сосуда, возникает течение, которое нельзя полностью отнести к разряду потоков с пограничными слоями. В этом случае существуют два основных направление течения одно — вблизи отверстия, перпендикулярное плоскости днища резервуара, другое — радиальное в плоскости днища от центра в периферии в сторону возрастания радиуса. В месте соударения струи с поверхностью оба направления течения равноправны. Поэтому, хотя области пограничного слоя существуют у отверстия и на большом радиальном расстоянии от него вдоль поверхности, течение в целом нельзя отнести к пограничному слою. Течение в длинной прямой трубе постоянного сечения обычно подходит под схему пограничного слоя (исключая случай движения, закрученного настолько, что в приосевой области образуется возвратное движение). В этом случае основным направлением движения является осевое касательные напряжения и тепловые потоки действуют на цилиндрические поверхности с образующими, параллельными этой оси. Однако если в каком-либо месте труба внезапно расширяется, то сразу же за этим сечением образуется обратный ток жидкости, который не относится к течениям с пограничным слоем. [c.7]

Рис 7-6 Схема пограничного слоя [c.190]

Для решения задачи с отрывом пограничного слоя от поверхности перегородок при возникновении за ними обратных течений и сосредоточенных вихрей целесообразно использовать известную схему решения задачи о суперкавитирующей наклонной плоской пластинке (режим обтекания, при котором вся тыльная часть соприкасается с каверной) или дуге в неограниченной жидкости под свободной поверхностью или в канале. При этом вводится ряд допущений, согласно которым рассматриваются плоские, потенциальные, установившиеся течения несжимаемой невесомой жидкости [64—66]. Анализ такой схемы суперкавитационного обтекания базируется на применении аппарата теории функций комплексного переменного и комплексного потенциала в отличие от непосредственного решения уравнений Навье—Стокса. Согласно упомянутой схеме, задача движения газового потока в канале с системой наклонных перегородок сводится к рассмотрению плоского течения идеальной жидкости, для которого справедливы условия [c.175]

Наиболее простой случай струйного пограничного слоя имеет место при истечении жидкости с равномерным начальным полем скорости (мо) в среду, движущуюся с постоянной скоростью (Мн), так как при этом в начальном сечении струи толщина пограничного слоя равна нулю. Утолщение струйного пограничного слоя, состоящего из увлеченных частиц окружающей среды и заторможенных частиц самой струи, приводит, с одной стороны, к увеличению поперечного сечения, а с другой стороны, к постепенному съеданию ядра струи — области, лежащей между внутренними границами пограничного слоя. Принципиальная схема такого струйного течения изображена на рис. 7.1. Часть струи, в которой имеется ядро течения, называют начальным участком. [c.361]

Изложенная схема явлений представляется необоснованной прежде всего потому, что влияние трения распространяется здесь в равной мере на ядро потока и на пограничные слои. Более [c.177]

Теоретические решения. Кольборн [162] первым сделал попытку теоретически учесть влияние поперечного потока конденсирующегося пара Уп на интенсивность массоотдачи при конденсации пара из парогазовой смеси. При этом он исходил из упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении парогазовой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности пленки конденсата, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Вызываемое поперечным потоком вещества изменение толщины пограничного слоя Кольборн не учитывал. [c.155]

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]

Эти уравнения были получены на основе рассмотрения упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении паровой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся паровой смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности раздела фаз, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Предполагалось также, что состав пара у поверхности конденсации и состав образующегося конденсата равновесны. [c.184]

Еще более существенным возражением против такой упрощенной схемы существования стационарного пограничного слоя между твердой стенкой и кипящим слоем является экспериментально наблюдаемая нестационарность теплового потока д при постоянном перепаде температур АТ между стенкой и ядром кипящего слоя. Колеба- ния значений д, как указывалось выше, могут превышать 100%. То, что частота этих колебаний совпадает с частотой гравитационных пульсаций других параметров кипящего слоя,— давления, гидравлического сопротивления и плотности — заставляет искать связь этих явлений друг с другом. [c.141]

Попытка усовершенствования дискретной модели внешнего теплообмена была сделана Буевичем [186]. Вместо формального введения толщины пограничной пленки 6 = 6 + /6 (с неизвестным значением Ь), за пределами которой устанавливается температура ядра потока, он предложил схему расчета, при которой эта толщина получалась бы автоматически. По этой схеме зерна слоя хаотически поодиночке входят на различную глубину I в пограничный слой, проводят там некоторое время т= Ию, нестационарно прогреваются и уходят обратно, унося с собой приобретенную теплоту. [c.143]

Рис. 10.3. Схема массопередачи из фазы I в фазу О через пограничные слои / и 2.

Кислород все же достигает углеродной поверхности и может прямо взаимодействовать с углеродом. Этот случай обычно называют случаем горящего одинарного пограничного с л о я. Такая схема горения возможна при сравнительно невысоких температурах и небольших толщинах пограничного слоя. [c.154]

При высоких скоростях восстановительных реакций и малых концентрациях кислорода последний может полностью израсходоваться в пределах пограничного слоя. Если при этом критерий Семенова окажется больше 100, то зона горения водорода внутри приведенной пленки станет бесконечно тонкой и схема горения будет соответствовать схеме двойного горящего пограничного слоя. В этом случае исходные дифференциальные уравнения (7-17)—(7-21) могут быть заменены алгебраическими уравнениями потоков. [c.159]

При выгорании углеродных частиц по схеме двойного горящего пограничного слоя поступающий в пограничную пленку поток кислорода в пределах кислородной зоны и, следовательно, поток покидающей пограничную пленку углекислоты представляется в виде (см. 7-4) [c.229]

Полученные результаты подтверждают, что горение протекает в диффузионной области по схеме двойного горящего пограничного слоя. [c.243]

Причину такого изменения профиля скорости можно понять, если рассмотреть следующую упрощенную схему течения. Пусть в некотором сечении пограничного слоя имеется профиль скорости и (г/), причем на границе пограничного слоя и Ъ) = щ. На некотором малом расстоянии Аа от этого сечения давление во внешнем потоке, а следовательно, и во всем пограничном слое изменится на Ар. Пренебрегая силами трения и считая, что течение происходит параллельно стенке, для каждой струйки жидкости можно написать уравнение Бернулли [c.329]

Несмотря на отмеченные недостатки, алгебраические модели турбулентной вязкости на протяжении многих лет были основным инструментом расчета турбулентных сдвиговых течений и достаточно широко используются вплоть до настоящего времени. Основы этих моделей были заложены еще в 1940-50-х гг. в классических работах Прандтля, Кармана, Колмогорова, Клаузера и Ван Дриста. В частности, подавляющее большинство известных в настоящее время алгебраических моделей базируются на двухслойной схеме турбулентного пограничного слоя, впервые предложенной Клаузером [44]. В рамках этой схемы пограничный слой делится на две области внутреннюю и внешнюю. Во внутренней (пристенной) области пограничного слоя, для которой характерны большие градиенты всех параметров потока, в качестве масштаба скорости обычно используется так называемая динамическая [c.109]

В описанной схеме струи предполагается, что пограничный слой имеет конечную толщину в некоторых теориях затопленной струи предлагается, что пограничный слой имеет бесконечную толщину с асимптотическими профилями скорости, тем- [c.362]

Пограничный слой влияет на работу диффузора не только в случае изоэнтропического сжатия. В диффузорах других схем влияние пограничного слоя также весьма ощутимо оно не сказывается только на первом скачке, который устанавливается при встрече невозмущенного потока с передней кромкой центрального тела или обечайки. [c.475]

Глава 5 посвящена методам численного моделирования течений в пограничных слоях, струях и каналах. Теория пограничного слоя — один из важнейших разделов современной гидрогазодинамики. Она нашла широкое распространение и применение для расчета трения и теплопередачи на телах, движущихся в потоке жидкости и газа. Методы теории пограничного слоя используются также для анализа течений в следах за движущимися телами, течений в струях и течений в каналах. В главе 5 сначала формулируются основные математические задачи, которые моделируют указанные течения, затем на примере простейшей системы уравнений теории пограничного слоя — уравнений Прандтля — строится разностная схема и приводится алгоритм расчета. Далее этот метод обобщается п дается описание схемы (получившей название основной) для интегрирования систем уравнений типа пограничного сдоя. Решение стационарных задач пограничного слоя разностными методами получило в настоящее время широкое распространение. Методы, описанные в этой главе, оказались легко применимыми к различным задачам этого класса и достаточно эффективными с точки зрения скорости счета и загрузки оперативной памяти ЭВМ, что позволяет применять их на машинах малой и средней мощности. [c.13]

Рис. 6.26. Схема теченпя п характерное распределение давления прн взаимодействии скачка уплотнения с ламинарным пограничным слоем 1 — начало повышения давления, — точка отрыва, — начало области постоянного давления,

Дадим физическое толкование понятию присоединенного вихря. Рассмотрим обте- Рис. 30. Схема пограничного слоя при обтекании кание профиля лопасти вяз- крылового профиля [c.53]

Режим течения влажного воздуха в ВО обычно близок к турбулентному, а перенос тешга и влаги из турбулентного ядра происходит в результате конвекции и молекулярной дз фузии и теплопроводности через пограничный слой, причем, в ламинарном его подслое - только из-за молекулярных процессов, если не учитывать "стефановский поток, вызванный непроницаемостью поверхности охлаждения для сухого воздуха, Согласно физической модели, изложенной в работах, [3,4], даф-фундирующие к поверхности охлаждения пары влаги частично конденсируются в ламинарном подслое и уносятся потоком в виде тумана. Причем, образовавшийся в ламинарном подслое туьт не участвует в диффузии влаги к поверхности и может попасть на нее только чисто механическим путем. Схема пограничного слоя с профилями температур и парциальных давлений представлена на рис.1. Конденсация водяного пара в ламинарном подслое вызвана нелинейностью зависимости давления насыщенного пара в воздухе от его температуры [з]. [c.107]

Использовать последнее уравнение для расчета массоотдачи нельзя, так как неизвестны ни толщина пограничного слоя, ни концентрация на другой его стороне однако уравпенме (1. 52) показывает, что в пределах пограничной пленки концентрация падает по закону прямой линии. Тогда общая схема изменения концентраций 3 [c.35]

Рис. 6.31. Схема течения и характерное распределение давления при взаимодействии скачка уплотнения с турбулентным пограничным слоем 1 — начало повышения давления, 2 — точка отрыва, 3 — точка перегиба в распредепеяин давления, 4 — точка присоедипения

Наиболее ранняя пленочная модель была предложена Льюисом и Уитменом, развившими взгляды Нернста на кинетику растворения твердых тел и некоторых других гетерогенных процессов. Согласно этой модели, в каждой фазе непосредственно к ее границе примыкают неподвижные или ламинарно движущиеся пленки, в которых перенос осуществляется только молекулярной диффузией. В пленках сосредоточено все сопротивление массоотдаче. Поэтому градиенты концентраций возникают лишь внутри пограничных пленок, в ядре фазы концентрации постоянны и равны средним концентрациям. Кроме того, в модели приняты допущения, указанные выше. Таким образом, этой модели соответствует схема, отличающаяся от приведенной на рис. Х-5 тем, что весь пограничный слой является областью, где отсутствует перемешивание турбулентными пульсациями и изменение концентрации в нем происходит линейно. [c.396]

Кислород не достигает углеродной поверхности, расходуясь полностью на догорание На и СО. В этом случае выгорание углерода происходит по реакциям С -Н НоО = СО + На и С + СОо = 2СО, а пограничный слой делится на негорящую и горящую части. Такую схему выгорания называют схемой двойного горящего пограничного слоя, обычно она имеет место при высокой температуре процесса и при горении довольно крупных частиц или при слоевом горении. [c.154]

К), характерных для существующих пылеугольных топок. Окись углерода в этом случае выносится из приведенной пленки и сгорает в газовом потоке. Расчеты показывают, что горение СО в пределах приведенной пленки можно не учитывать при 5е 0,4. Такую схему горения будем называть схемой с негорящим пограничным слоем. В этом случае расчетные формулы резко упрощаются. Потоки компонент сохраняются неизменными по всей толщине пограничного слоя (Сд = С ). Распределение концентраций реагентов в приведенной пленке (предполагается изотермичный слой и отсутствие молярного переноса) для плоской задачи линейное (рис. 7-10). [c.161]

Как показано выше, расчетные выражения, кроме того, меняются от схемы протекания процесса. Если 5е <0,4, то выгорание протекает по схеме негорящего пограничного слоя. При значениях 0,4 5е 2 имеет место одинарный горящий пограничный слой, [c.170]

Как видно из рисунка, горение частиц древесного угля, меньших 500 мкм, протекает в области негорящего пограничного слоя (если не учитывать реакций мокрой газификации) практически во всем интервале возможных температур. При принятых значениях кинетических характеристик факельное горение частиц соответствует кинетической и промежуточной областям и протекает по схеме негорящего пограничного слоя (б 500 мкм и 1800° К). Горение же частиц размером свыше 1—5 мм, с которым приходится сталкиваться при слоевом сжигании топлива, происходит в области горящего пограничного слоя (5е > 0,4). Переход в эту область для различных топочных устройств (обычные противоточные топки и топки скоростного горения) наступает при разных значениях температуры вследствие неодинаковой интенсивности материального обмена в слое. Если определена область выгорания углеродной частицы, то можно перейти к определению времени ее выгорания. [c.171]

Рис. 6.4. Схема образоваппя отрыва пограничного слоя

Типичная схема взашмодействия падающего скачка уплотнения с ламинарным пограничным слоем на плоской поверхности и соответствующее распределение давления на стенке показаны на рис. 6.26. В невозмущенном потоке давление ро постоянно. При приближении к точке отрыва давление начинает повышаться и продолжает расти за точкой отрыва, достигая некоторого постоянного значения р в отрывной зоне. Затем давление повышается до значения ра, соответствующего давлению за падающим [c.340]

Большое количество экспериментальных исследований посвящено изучению взаимодействия окачка уплотнения с турбулентным пограничным слоем. Теоретическое раосмотрение этого вопроса затруднительно вследствие сложности явления, в то же время на практике этот случай встречается очень часто. Схема взаимодействия скачка уплотнения с турбулентным пограничным [c.343]

Поскольку схема Самарского отличается от (4.3.20) только заменой е на е, все качественные суждения, выска-занпые в предыдущем пункте, сохраняют силу пограничный слой всегда монотонный с уменьшением е скорость затухания ногрансло11ной поправки увеличивается. [c.93]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология