Гидродинамика (общие проблемы)

ГИДРОДИНАМИКА (ОБЩИЕ ПРОБЛЕМЫ) [c.132]

В настоящей монографии сделана попытка систематически изложить физико-химические и инженерные основы ректификации разбавленных растворов, включая вопросы фазового равновесия жидкость — пар, гидродинамики, кинетики и аппаратурного оформления процесса. Рассмотрены конкретные примеры применения ректификации в производстве чистых и особо чистых веществ. Подобное издание, насколько известно, еще не появлялось ни в Советском Союзе, ни за рубежом. Общие проблемы и специфика производства особо чистых веществ освещены в монографии Б. Д. Степина с сотрудниками Методы получения особо чистых неорганических веществ . Там же даны характеристики всех наиболее употребительных способов очистки. Понятно, что процессу ректификации уделено при этом ограниченное внимание. [c.4]

Для описания гидродинамики двухфазных сред в настоящее время существует два основных подхода статистический [6, 7] и континуальный [8—11]. Несмотря на существенные различия, общей для обоих методов является проблема замыкающих соотношений и, в частности, определение механического взаимодействия фаз — сплошной и дисперсной. [c.13]

Таким образом, для турбулентных потоков возникает проблема замены точных уравнений (10,1) другими, которые в дифференциальной форме устанавливали бы связь между усредненными величинами скоростей, давлений, напряжений сдвига и т. п. Такую проблему решил О. Рейнольдс для турбулентных течений несжимаемых жидкостей, который вывел усредненные уравнения гидродинамики и сохранения механической энергии, не принимая во внимание термодинамических превращений энергии. Дадим решение этой проблемы в более общем виде и выведем из точных уравнений (10,1) усредненные уравнения для турбулентных течений сжимаемых газов. Следуя Рейнольдсу, введем определение средних скоростей и и г+и [c.81]

Область применения ректификации за последние годы значительно расширилась, и метод может сегодня рассматриваться как один из самых универсальных. Поэтому представляется целесообразным обобщать результаты применения ректификации в различных конкретных областях, не останавливаясь на общих вопросах этого метода в целом. Проблемы ректификации как физико-химического процесса включают вопросы, относящиеся к гидродинамике двухфазных потоков и к массообмену между паром и жидкостью. При анализе работы ректификационной установки в целом нельзя избежать рассмотрения теплообменных лроцессов, происходящих в испарителе и конденсаторе. Определенную роль теплообмен играет и в самом процессе ректификационного разделения. [c.13]

На схеме б поток материала поступает сначала в расположенную перед червяком емкость. Потоки материала, проходящие через червяк и форму, составляют соответственно и Q . Если изменение уровня материала h в емкости не оказывает влияния на гидродинамику потока через форму (что наблюдается очень редко), то, как и в первом случае, отводимый поток пропорционален числу оборотов червяка Q.,. Однако уровень h будет возрастать, если подводимый к приемной воронке поток превышает поток Qn, подводимый к червяку, или уменьшаться, если Изменение уровня h является проблемой запаса и не имеет ничего общего с собственно процессом шприцевания, если не учитывать возможного влияния изменения запаса материала на скорость его плавки перед подачей в шприц-машину. Подобный эффект отмечается у некоторых типов аппаратов, питаемых жидким сырьем. [c.144]

Исключение сил трения приводит к чрезвычайно существенному упрощению проблемы. Идеальной жидкости соответствуют формы движения, допускающие далеко идущее полное и подробное аналитическое исследование. Огромный путь, пройденный гидродинамикой идеальной жидкости за долгие годы ее существования (возникновение гидродинамики надо отнести к 1755 году — времени появления трактата Леонарда Эйлера Общие принципы движения жидкости ), связан с созданием математического аппарата исключительной силы. В своем полном развитии математическая гидродинамика (теория идеальной жидкости) достигла весьма высокой степени законченности. [c.15]

Гидродинамические проблемы процессов разделения так же не разработаны, как и термодинамические. Достаточно сказать, что такие кардинальные вопросы, как общий к. п. д. тарелки и допустимая линейная скорость потока с вынужденным движением до сих пор не получили теоретического решения. Мы лишены возможности здесь подробно остановиться на проблемах гидродинамики процессов разделения. Укажем лишь, что развитие идеи Гухмана [5] о качест- [c.197]

В настоящем сборнике приведены в аннотационной форме сообщения о 188 работах, выполненных в 1965 г., но еще не опубликованных. В сборник вошли работы по общей теории процессов массопередачи, гидродинамике и кинетике массообмена отдельных технологических процессов (абсорбция, ректификация, молекулярная дистилляция, дистилляция в токе водяного пара, экстракция, сушка, адсорбция, кристаллизация, хемосорбция, катализ и др.), а также по методам их расчета. Конечно, здесь нашли отражение далеко не все исследования, выполненные в разных научных учреждениях нашей страны по данной проблеме, а только те работы, которые были своевременно представлены в редакцию сборника. К сожалению, в этот выпуск не удалось включить аннотации группы работ, представленных на Всесоюзную конференцию по ректификации (Баку, 1966). Их опубликование намечается в следующем выпуске. [c.3]

Следовательно, основной проблемой теории необратимых процессов является необходимость примирить необратимое поведение макросистем с обратимостью основных микроскопических уравнений движения. Под обратимостью микроскопических уравнений мы подразумеваем их инвариантность относительно операции обращения времени -- ). Возможны три способа описания процессов в макроскопических системах 1) использование уравнений движения микроскопических компонент системы (атомов, молекул, электронов или других микрочастиц), что дает полное описание макросистемы все уравнения такого типа обратимы 2) использование обычных феноменологических соотношений (например, уравнений гидродинамики достаточно для правильного описания неравновесного поведения многих жидкостей) уравнения такого типа неинвариантны относительна обращения времени 3) использование кинетических уравнений различного типа, примерами которых являются кинетические уравнение Больцмана и управляющее уравнение Паули (1928). Важным для нас свойством последних уравнений является то, что они предсказывают стремление неравновесной системы к равновесию при весьма общих начальных условиях. Однако лишь в простейших случаях можно сказать, каким образом происходит установление равновесия в системе. Например, для разреженного газа (слабое взаимодействие) уравнение Больцмана предсказывает монотонное приближение к равновесному состоянию, что отнюдь не обязательно для других систем (в особенности для систем с сильным взаимодействием). [c.36]

Теория пограничного слоя возникла и на первых порах складывалась в рамках гидродинамики. Однако в своем дальнейшем развитии она далеко вышла за эти первоначальные пределы, и в настоящее время ее надо рассматривать как особое большое направление в общем учении о процессах обмена между движущейся средой и твердым телом (или между различными средами). За сравнительно недолгое время своего существования теория пограничного слоя проникла в самые различные области техники, соприкасающиеся в той или иной форме с проблемами внешнего обмена в движущейся жидкости. Самолетостроение, энергомашиностроение, химическое аппаратостроение, ракетостроение — все эти и некоторые другие важные направления инженерной деятельности современного человека в значительной мере обязаны своим прогрессом, столь ускорившимся за последнее время, широкому использованию теории пограничного слоя. [c.10]

Фундаментальная проблема разработки САПР заключается в формировании прикладного математического обеспечения. Отсутствие физического аналога процесса на стадии проектирования предъявляет высокие требования к его математической модели. Математическая модель процесса на стадии проектирования является не только многофункциональной, но и имеет переменную структуру в зависимости от гидродинамических, кинетических и иных условий ее применения. Поэтому при разработке модели следует исходить по возможности из общих методов восприятия и преобразования данных, в рамках же САПР модель трансформируется в зависимости от конкретных условий приложения, т. е. подстраивается под ситуацию. Основным принципом конструирования таких моделей является модульность. Модель представляется в виде совокупности отдельных элементов, структурированных на основе физических (гидродинамика, кинетика, равновесие и т. д.) или иных (удобство, относительная независимость и т. д.) соображений. Эффективность применения такой модели будет зависеть от способа структурирования и организации интерфейса между модулями. И опять оперативная оценка параметров конкретного варианта модели невозможна без применения АСНИ. [c.619]

Однако, несмотря на значительное число полученных к настоящему времени работоспособных расчетных формул, применимых в отдельных частных случаях массотеплообмена реагирующих частиц с потоком, общая теория переноса вещества и тепла в дисперсных средах с учетом химических превращений далека от завершения. Такая теория должна базироваться на совместном рассмотрении уравнений гидродинамики, диффузии и теплопроводности, что связано с большими трудностями, которые не преодолены в настоящее время ни аналитическими, ни численными методами. Степень сложности проблемы Станет понятной, если учесть, что имеющиеся аналитические и численные решения значительно более простой задачи об обтекании сферической капли или твердой частицы ламинарным однородным на бесконечности потоком не являются исчерпывающими. Вместе с тем разработка новых и совершенствование существующих химико-технологических схем, описание природных явлений часто приводят к новым постановкам задач, требующим учета условий, не соответствующих области применимости найденных ранее закономерностей, так что становится необходимым более детальное рассмотрение механизма процесса массотеплообмена реагирующих частиц с потоком. [c.6]

Процессы массопередачи не будут здесь обсуждаться, поскольку эта тема относится скорее к сфере методических проблем, однако ниже все-таки делаются некоторые замечания общего характера и дается приближенный подход, основанный на нернстовской модели диффузионного слоя. Лишь в немногих случаях, когда это позволяет геометрия электрода, осуществим строгий анализ гидродинамики стационарного электролиза. Тут следует сослаться на монографию Левича [39], и в особенности на изложенную там работу этого автора по вращающемуся дисковому электроду. (Относительно этого типа электрода см. также обзор Риддифорда [40].) Что касается нестационарного электролиза, то были получены уравнения поляризационных характеристик для ряда методов, самыми важными из которых являются полярография и в меньшей степени хронопотенциомет-)ия. Этим проблемам посвящены подробные обзоры, например 41—43] (см. также указатель полярографической литературы, составленный Гейровской [44]). [c.182]

Научные исследования охватывают важнейщие проблемы общей и неорганической химии и технологии неорганических материалов. В своих первых работах изучил (1930—1932) процесс абсорбции окиси углерода растворами медноаммиачных солей, выяснил механизм образования и разрушения комплексных соединений окиси углерода с карбонатами и формиатами аммиакатов меди. Предложил (1940-е) способы оптимизации подготовительных процессов синтеза аммиака н азотной кислоты усовершенствовал методы получения и очистки водорода и азотоводородных смесей изучил механизм абсорбции окислов азота. Исследовал (1950—1960-е) гидродинамику, массо- и теплопередачу в насадочных и пленочных колонных аппаратах вывел уравнения для расчета коэффициентов гидравлического сопротивления при ламинарном и турбулентном течении газа в насадочных колоннах. Совместно с сотрудниками выполнил (1950—1970-е) работы, направленные на развитие теоретических основ химической технологии и интенсификацию технологических процессов разработал и усовершенствовал многоступенчатые методы разделения посредством абсорбции, хроматографии, ионного обмена, кристаллизации и сублимации, молекулярной дисти.ч-ляции. Разработал метод расчета активной поверхности контакта фаз. Создал и реализовал в промышленности (1960—1972) методы [c.187]

Ряд крупных ученых выступает категорически против осуществления подземных закачек сточных промышленных вод, считая, что кардинальное решение проблемы охраны гидросферы от загрязнения заключается в сокращении объема жидких отходов и уменьшении содержания в них загрязняющих веществ, внедрении более эффективных методов очистки и пр., то есть в совершенствовании самих технологических процессов. Достаточно привести мнение одного из них --профессора А.Е. Ходькова [Ходьков, Валуконис, 1968], известного своими работами в области гидрогеохимии и глубинной гидродинамики. Он пишет Совсем недавно считалось, что где-то там, на глубине можно запрятать что угодно и в любом количестве. Поэтому рядом организаций велись работы по подготовке сброса промстоков в глубокие подземные горизонты, расположенные в зоне замедленного водообмена. Исходя из того, что общей тенденцией глубинной гидродинамики является разгрузка подземных вод вверх, в конце концов, на поверхность, следует, что генеральная линия на закачку огромных масс каких-либо вод в недра принципиально неверна. Вследствие геологических процессов и в силу меньшей плотности и флюидности вод последние все равно будут стремиться со временем подняться на поверхность. Конечно, можно в каждом отдельном случае находить некоторые структуры и горизонты, способные удерживать закачиваемые воды. Но все равно существует опасность миграции вверх. Поэтому мы принципиально против осуществления сброса промстоков в глубокие горизонты. .. надо придерживаться принципа не делай по отношению к земле того, последствия чего ты не в состоянии еще предугадать (с. 198). Это мнение представляется нам вполне обоснованным. [c.146]

Большой интерес к использованию преимуществ метода кипящего (псевдоожиженного) слоя в различных областях техники и технологии привел к появлению за последние 15 лет целого ряда монографий советских и зарубежных авторов, причем почти все иностранные монографии переведены и изданы в Советском Союзе. Многие из этих монографий посвящены общим принципам и проблемам теории и практики кипящего слоя — гидродинамике, теплообмену, химическим превращениям твердой фазы и продуваемого газа. Общим и специальным проблемам многотоннажных процессов сушки в кипящем слое посвящены монографии и работы ряда научных коллективов — Ленинградского технологического института им. Ленсовета, Московского института химического машиностроения. Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института галургии (ВНИИгалургии) и других организаций. [c.5]

Обеспечивается более тнирокий физический подход при использовании лагранжева анализа термодинамики необратимых процессов. Действительно, вариационный подход к проблемам теплообмена был предложен автором как вариант методов термодинамики необратимых процессов более общего характера, а не как какой-ли бо математический формализм. В А.З в качестве иллюстрации термодинамики в форме Лагранжа рассматривается явление термоупругости. Кратко описываются случаи вязкоупругости и гидродинамики вязких жидкостей. [c.189]