Течение газа со скольжением

На рис. 12.1 нанесены границы различных режимов течения газа в координатах М = /(Я,), включающих 1) нижнюю границу свободно-молекулярного течения, соответствующую значению М/1 = 3 2) верхнюю границу течения со скольжением, которая отвечает значению М/У1 1 = 0,1 3) верхнюю границу течений [c.134]

Скачки скорости и температуры у стенки при течении газа со скольжением [c.135]

Отсюда следует, что в плотном газе (г < 6) скольжение практически отсутствует (г/ п = 0), т. е. молекулы прилипают к стенке, как это и принято в обычной газодинамике в сильно разреженном газе (1>6) скорость скольжения близка к скорости невозмущенного потока газа вне пограничного слоя (и я г о). При течении со скольжением скорость у стенки подчиняется условию (9), которое обычно заменяют приближенным условием (10). [c.136]

Существует несколько теорий поведения газа в пристенном слое течения со скольжением. [c.139]

Течение газа со скольжением в трубе [c.140]

Для установления закономерностей ламинарного течения газа со скольжением в трубе круглого сечения следует прежде всего составить баланс сил, приложенных к цилиндрическому [c.140]

ТЕЧЕНИЕ ГАЗА СО СКОЛЬЖЕНИЕМ В ТРУБЕ [c.141]

При определении удельной поверхности тонкоизмельченных веществ по методу фильтрации воздуха или другого газа при давлениях, близких к атмосферному, получаются преуменьшенные значения по сравнению с величинами, определенными другими методами. Это можно объяснить тем, что при выводе уравнения, связывающего скорость фильтрации и удельную поверхность, предполагают отсутствие скольжения между твердой стенкой и жидкостью или газом. Однако при течении газа вдоль твердой стенки всегда имеет место скольжение на их границе. Влияние скольжения газа на скорость фильтрации мало в том случае, когда размеры пор велики по сравнению со средней длиной пробега молекулы газа. При атмосферном давлении средняя длина пробега молекулы меньше 0,1 мк, так что если поперечное сечение пор равно нескольким десяткам микрон, то для определения удельной поверхности можно вполне пользоваться уравнением (И). [c.79]

Рис.2.46. К упрощенной модели молекулярного течения газа со скольжением на стенке канала

В пределах изменения безразмерного коэффициента П1 от 100 до 0,1 в потоке газа наблюдают как вязкое течение, так и скольжение, в области П1 > 100 — только вязкое течение газа. [c.213]

Таким образом, даже в случае К 1 при а — ]/К могут реализоваться течения, для которых граничные условия главного приближения отличны от условий прилипания (на величину основной скорости течения газа). Условия типа (11) фактически рассматривал еще Максвелл [1]. Однако геометрическая интерпретация, которой он сопроводил свой вывод граничных условий (т. е. замена условий скольжения условиями прилипания на новой эффективной границе, сдвинутой на длину пробега I) не оставляет никаких сомнений в том, что он рассматривал их лишь как малую поправку к условиям прилипания и = О, что справедливо только в случае а — 1. [c.113]

Течение газа со скольжением [c.93]

По Мейеру коэффициент скольжения связан с длиной свободного пути соотношением (нри течении газа между двумя плоскими пластинками) [c.48]

Из уравнения (61) следует, что в области малых давлений поправка на скольжение газа является существенной, и вычисляемая скорость течения газа возрастает. При очень низких давлениях, когда характер течения газа становится молекулярным, формула (61), естественно, не пригодна для вычисления скорости течения газа. [c.49]

Рассмотренное в [17] ламинарное гетерогенное течение можно классифицировать (см. главу 1) как квазиравновесное, т. к. скорости несущей и дисперсной фаз были взяты равными. Наличие динамического скольжения вследствие инерции частиц при течении в пограничном слое приводило к тому, что данный поток становился неравновесным. При проведении расчетов массовая концентрация частиц варьировалась в широком диапазоне, что приводило к существенному влиянию дисперсной фазы на параметры течения газа. [c.152]

Экспериментальные исследования поведения твердых частиц в плазменной струе [93] показали, что частицы и газ движутся с различными скоростями. Наблюдается так называемый эффект проскальзывания, т. е. частицы обтекаются газом. Обтекание твердых частиц потоком плазмы при атмосферном давлении может осуществляться в режиме непрерывного течения, течения со скольжением и свободномолекулярного движения в зависимости от значения числа Рейнольдса для потока плазмы. Показано [93], что наличие порошка в плазме приводит к снижению температуры газа и более равномерному распределению параметров по сечению. Показано также, что порошок турбулизирует струю в случае ламинарного ее течения и уменьшает турбулентность в случае начального турбулентного течения (рис. Х.2). Вопросы теплообмена в потоке плазмы с введенными в него твердыми частицами рассмотрены также в работах [94, 95]. [c.235]

Трение частицы о стенку трубопровода вызывает скольжение материала и транспортирующего газа. Частицы не достигнут конечной скорости, равной скорости течения газа, так как при движении всегда имеет место сопротивление частиц, равное трению. В зависимости от величины коэффициента трения и диаметра трубопровода могут быть достигнуты различные отношения - - [c.45]

Для системы пор, представляющих собой последовательно соединенные полости различной длины, с изменением давления для различных участков пористого пространства будет меняться и соотношение Kjl. Следовательно, часть капилляров, работающих по отношению к потоку газа при малых давлениях как отверстия, с ростом давления будут работать как трубы. В связи с этим уравнение, описывающее течение газа в порах в переходной области, помимо членов, учитывающих скольжение, вязкий поток и молекулярную диффузию, должно Включать коэффициент, учитывающий отношение КЦ. [c.114]

Как мы указывали ранее, задача о течении газа со скольжением может служить эталоном для проверки различных приближенных методов. Она была решена с помощью разных методов. Вот некоторые из них. [c.467]

Методы определения удельной поверхности пористых сред, основанные на использовании пуазейлевского режима течения воздуха сквозь объект исследования [т.е. основанные на использовании формул типа (Г35)], применимы только для приближенной оценки поверхности грубозернистых однородных сред, ширина пор в которых намного больше длины свободного пробега молекул воздуха. При этом не нужно учитывать скольжения газа по стенкам пор. Движение газа в мелкодисперсной пористой среде существенно облегчается при скольжении молекул по стенкам пор, и сопротивление среды с высокой удельной поверхностью прохождения через нее газов иногда существенно меньше по сравнению с подсчитанным по формулам типа (Г35), не учитывающим скольжения газа по стенкам. Поэтому в данном случае можно использовать метод, основанный на измерении сопротивления течению через пористое тело разреженного воздуха при кнудсеновском режиме, имеющем скорее диффузионный характер. Кнудсеновский режим наступает, когда максимальные просветы пор становятся меньше длины свободного пробега молекул газа. В этом случае соударения молекул становятся редкими (по сравнению с ударами о стенки пор). Зависимость молярной скорости течения газа от удельной поверхности и других параметров выражается равенством [c.32]

Следует отметить, что условие скольжения (9) не является вполне точным в том случае, когда при малом абсолютном давлении газа имеется существенное изменение температуры по длине стенки, так как продольный градиент температуры вызывает термодиффузионный направленный поток молекул в сторону возрастающей температуры (см., например, 8). Такое индуцируемое разностью температур течение получило название температурный крип . [c.136]

Вязкость вещества является мерой внутренних сил, которые сопротивляются е] о течению. Течение вещества вызывает действующее на него усилие, например сдвиговая нагрузка. При действии достаточно большой нагрузки возможно медленное течение твердого вещества (или, как говорят, его ползучесть), которое является результатом перемещения частиц в плоскостях скольжения друг относительно друга. Течение жидкостей и газов происходит гораздо легче. Это течение можно представить как двойственный процесс—перемещение молекул в одном направлении и одновременное перемещение пустот, или свободного объема, в противоположном направлении. Существенная роль пустот в жидкости становится очевидной при следующем сравнении представьте две толпы людей — одну очень тесную и другую, в которой между людьми все же имеются небольшие пустоты (т.е. менее тесную толпу). По-видимому, вторая толпа людей должна пройти через узкие ворота быстрее, чем первая толпа. Аналогично в жидкости при комнатной температуре существует меньшее количество пустот, чем при высокой температуре, и поэтому при повышении температуры вязкость жидкости уменьшается. [c.188]

Наконец, в последней главе IX излагается газодинамика разреженных газов главным образом на основе работ Тзяна, Зенгера и публикуемых впервые в книге работ самого автора, посвященных течениям со скольжением при больших числах Ж и пограничному слою в разреженных газах (пп. 65 и 66). [c.10]

Физическая природа эффекта скольжения пока недостаточно выяснена. Его можно, например, трактовать как проявление внешнего трения жидкости о твердую поверхность. С не меньшим основанием можно, по-видимому, говорить и о понижении вязкости граничных < лоев вблизи лиофобной поверхности. Граница жидкости с лиофоб-ной поверхностью во многом аналогична границе раздела с газом и в том и в другом случае молекулы жидкости сильнее взаимодействуют друг с другом, чем с молекулами граничаш ей с жидкостью азы. В переходном слое жидкость—лиофобная поверхность (как и в переходном слое жидкость—пар) плотность жидкости снижается 146], что может привести к падению вязкости. Так как переходный слой тонок, формально (при макроскопическом описании) такое течение можно уподобить течению со скольжением. [c.308]

В высокоразреженном газе, когда движение молекул подчиняется закону Максвелла, математический аппарат сильно упрощается, таг как можно считать, что перенос определяется только прямым соуда рением молекул со стенкой. Этого нельзя сказать об области течение со скольжением, где теоретические результаты значительно хуже согла суются с имеющимися экспериментальными данными, чем при свобод ном молекулярном течении. [c.93]

В настоящем разделе приводятся и анализируются результаты расчетно-теоретичеких и экспериментальных исследований поведения частиц и их обратного влияния на параметры течения газа в пограничном слое. Изучение воздействия частиц на погранслойное течение является далеко не ординарной задачей. Так, в свете имеющегося на сегодняшний день экспериментального материала представляется очевидным тот факт, что влияние дисперсной фазы на пристенное течение может сказываться двояко. Во-первых, дисперсная фаза может оказывать воздействие на течение в пограничном слое посредством модификации набегающего потока. Во-вторых, частицы оказывают непосредственное влияние на течение в пограничном слое вследствие своей инерционной природы, а именно наличия динамического и теплового (в случае неизотермического потока) скольжения. [c.152]

При течении газа через капилляры, диаметр которых менее чем в 100 раз превышает длину свободного пробега молекул, слой газа у стенки приобретает некоторую скорость скольжения. При длине пробега, составляющей от 0,1 до 0,65 диаметра среднего дефекта, поток находится в переходной области между ламинарным и молекулярным. Если длина пробега превышает 65% диаметра капилляра, реализуется молекулярная диффузия. При дальнейшем снижении размеров дефекта до значения, соответствующего величине критерия Кнудсена, равного 100, реализуется кнудсеновская диффузия. Кнудсеновская диффузия характеризуется дальнейшим снижением массопереноса вследствие того, что молекулы отражаются от стенок пор. Этот вид переноса реализуется для инертных газов (Не, Аг), имеющих большую длину свободного пробега. Например, гелий с А, = 174,0 нм переносится по механизму кнудсеновской диффузии в порах размерами [c.39]

Однако во многих плазмохимических процессах в качестве реагентов используются порошки. Обтекание твердых частиц потоком плазмы при атмосферном давлении может осуществляться в режиме непрерывного течения, течения со скольжением и < свободвомолекулярного движения в зависимости от числа Рейнольдса для потока плазмы. Показано, что при введении порошка в плазму снижается температура газа, более равноиерно распределяются параметры по сечению потока и меняется турбулентность струи (в случае ламинарного ее течения турбулентность увеличивается, в случав турбулентного уменьшается). На основании опытных данных, характеризующих скорость и температуру частиц и потока плазны, можно оценить время, необходимое для расплавления частиц различных размеров. [c.81]

Чтобы добиться максимального соответствия в характере теоретических и экспериментальных кривых был учтен ряд поправок. Так, расчет течения газа в порах был выполнен по теоретически более обоснованному уравнению Девиена [8], которое учитывает три формы течения в явном виде скольжение, вяз ий поток и молекулярную диффузию. Во внимание было принято распределение объема пор по радиусам [c.113]

При значениях параметра Кнудсена, заключенных между 10- и 10, разреженный газ не может рассматриваться ни как совершенно сплошная среда, ни как свободный молекулярный поток В этой области различают два режима течение со скольжением (10 < <Кп<1) и переходный режим (1<Кп<10). [c.260]

Дифференциальные уравнения, описывающие процесс неизотермнческого течения газа со скольжением и скачком температур, отличаются от ранее выведенных дифференциальных уравнений конвективного теплообмена. [c.261]

В настоящем параграфе мы рассмотрим задачу, которая является прототипом многих более сложных задач, а именно задачу о течении со скольжением (задачу Крамера). Она представляет собой абстракцию реальной физической проблемы и заключается в расчете стационарного поля скоростей газа, текущего вдоль направления I по бесконечной плоской стенке, расположенной в плоскости х=0. Поскольку имеет место перенос импульса к стенке, а скорость газа вдоль линий тока не меняется, поток г-компоненты импульса в направлении к стенке должен быть постоянным. Вдали от стенки справедливо решение Чепмена—Энскога, а чтобы поток икшульса оставался постоянным, скорость течения на больших расстояниях должна зависеть от х линейно см. (5.4.33) и (5.4.46)], т. е. [c.458]

Разделяя уравнение энергии, обычно учитывают только теплообмен между газом и частицами, а теплотой вязкостной диссипации из-за скольжения фаз пренебрегают. Если между фазами происходит массообмен, например испарение или химическая реакция, уравнения можно соответствующим образом изменить [15, 16]. Численному анализу процессов релаксации в скачке для частиц одинакового размера без учета массо-обмена посвящены работы [14, 17, 18, 19, 20]. Крайбел [14] рассмотрел случай течения с частицами различных размеров. В более поздней и подробной работе [21] исследовались также эффекты, связанные с неидеальностью газа. [c.330]