Аналогия процессов переноса количества движения, энергии и массы

Существенно, что конвективные члены уравнений переноса идентичны. Чем интенсивнее движение жидкости, тем меньше вклад молекулярного переноса по сравнению с конвективным. Поэтому с увеличением скорости движения жидкости различие между полями скоростей, температур и концентраций, обусловленное различием транспортных коэффициентов молекулярного переноса, должно убывать, т. е. имеется глубокая аналогия процессов переноса количества движения, энергии и массы. Ниже будет дана количественная интерпретация этой аналогии. [c.66]

Тройная аналогия между переносом количества движения (импульса), тепла и вещества. Теоретическим анализом и многочисленными экспериментальными исследованиями установлено, что между механизмами переноса механической энергии, тепла и массы в определенных условиях существует приближенная аналогия. Известно, например, что в ядре турбулентного потока вследствие интенсивного перемешивания частиц происходит выравнивание их скоростей, а в процессах тепло- и массопереноса — выравнивание соответственно температур и концентраций. В пределах же пограничного слоя наблюдается резкое падение скоростей, температур и концентраций вследствие пренебрежимо малого действия турбулентных пульсаций. [c.152]

Поскольку беспорядочное движение вихрей аналогично тепловому движению молекул газа, описание процессов переноса массы, энергии и импульса в турбулентном потоке проводится методами, аналогичными принятым в молекулярно-кинетической теории газов. Таким образом, по аналогии с длиной свободного пробега молекулы вводится понятие пути перемешивания - расстояния, на котором вихрь движется без смешения с окружающей жидкостью. По аналогии с молекулярным переносом количества движения, выражаемым законом внутреннего трения Ньютона [уравнение (3.6)], величину напряжений турбулентного трения (или равную ей плотность потока импульса, переносимого вихрями) принимают пропорциональной градиенту скорости или градиенту импульса [c.43]

В последующих разделах будем ссылаться на ньютоновский закон вязкости в форме соотношения (1.2), иногда исходя из сил (этот подход подчеркивает в основном механическую природу рассматриваемого процесса), а иногда на основе представлений о переносе количества движения (это выявляет аналогию с переносом энергии и массы). Такой дуализм не должен вызывать особой трудности в понимании, и действительно, в ряде случаев он оказывается полезен. [c.25]

Аналогия гидродинамических, тепловых и диффузионных процессов. Уравнения переноса количества движения, массы и энергии будут иметь одинаковый вид, если коэффициенты переноса мало отличаются друг от друга, т е при v к D а В этом случае говорят, что наблюдается аналогия гидродинамических, тепловых и диффузионных полей Впервые она была замечена Рейнольдсом, поэтому в литературе известна под названием аналогии Рейнольдса Последняя достаточно хорошо соблюдается, если коэффициенты переноса мало отличаются, что на прак- [c.450]

Таким образом, с точностью до обозначения характеристических величин обе задачи математически полностью эквивалентны, т. е. описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями и граничными условиями. Физические процессы, описываемые одинаковыми уравнениями и граничными условиями, принято называть аналогичными процессами. Разумеется, не все задачи переноса количества движения имеют свои аналоги среди задач переноса энергии и массы. Однако в тех случаях, когда такие аналогии могут быть. найдены, рассмотрение задач переноса сзш1 ественно упрощается. Так, например, читателю не составляет особого труда выявить среди задач молекулярного теплопереноса аналог вязкого течения в кольцевом канале, а найдя такой аналог, он сможет сразу написать решение задачи теплопереноса. [c.248]

Аналогия между переносом массы, тепла я механической энергии (количества движения). Сопоставляя рис.. УП-8 и Х-5, можно заметить принципиальное сходство между профилями изменения скоростей, температур и концентраций. Это указывает на то, что в определенных условиях существует аналогия между механизмами переноса массы, тепла в механической энергии. В ядре турбулентного потока, движущегося внутри трубы (канала), при перемешивании под действием турбулентных пульсйций происходит выравнивание скоростей частиц, а в процессах тепло- и массопереноса — выравнивание соответственно температур и концентраций. В пределах же пограничного подслоя, где действие турбулентных пульсаций становится пренебрежимо малым, наблюдается резкое падение скоростей, а также -температур и концентраций. При этом в общем случае толщины гидродинамического, теплового и диффузионного пограничных подслоев не одинаковы. Их толщины совпадают, когда равны величины кинематической вязкое V, коэффициента температуропроводности а и коэффициента молекулярной диффузии О. Как известно, значениям а п Е> пропорциональны соответственно количества переносимых массы, тепла и механической энергии в пограничном слое. Таким образом, аналогия между указанными процессами соблюдается при условия, что = а — О. [c.404]