ПРОБЛЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕЧЕНИЯ [c.117]

Интегральный метод расчета практически не зависит от функции, определяющей интенсивность процесса подсасывания жидкости струей. В этом методе сначала определяющие уравнения интегрируются по поперечному сечению струи. В результате получаются обыкновенные дифференциальные уравнения, в которых независимой переменной является координата S, отсчитываемая вдоль оси струи (рис. 12.4.3). Затем уравнения приводятся к безразмерному виду с помощью характерных величин. При заданных начальных условиях обыкновенные дифференциальные уравнения численно интегрируются в пределах интересующего диапазона изменения продольной координаты S вдоль оси струи. При любых заданных начальных параметрах струи ее траектория и распределение параметров вдоль оси зависят от того, каким образом решены проблемы а) моделирования скорости подсасывания б) моделирования процессов на начальном участке в) установления начальных условий в области развитого течения г) использования уравнения состояния, определяющего изменение плотности жидкости д) использования методов вычислений. [c.143]

Плохое распределение потоков внутри теплообменника существенно ухудшает его характеристики. В недалеком прошлом это обстоятельство обычно не принималось во внимание. Однако в связи с ростом стоимости энергии и материалов в настоящее время проблема использования оборудования в течение срока его службы с максимальной эффективностью становится довольно актуальной. Ее решение требует сбалансированности всех параметров, более однородного распределения течения, для чего необходимо уметь рассчитывать с достаточной точностью перепад давления в различных элементах системы. [c.160]

Проблемы гидродинамики играют важную роль в конструкции теплообменника. Потери давления, распределение гидродинамических параметров и перемешивание часто являются определяющими факторами при выборе основных геометрических характеристик теплообменника. Основной помехой для осуществления теплообмена в большинстве теплообменных установок являются жидкие пленки на металлических поверхностях. Структура этих пленок зависит от режима течения жидкости и от его природы, особенно от протяженности и интенсивности турбулентности. [c.44]

Необходимо, однако, еще найти выражение для а , (или е), что возвращает нас опять к проблеме интеграции уравнений (35,13) и (35,8а). Вследствие трудности ее решения ограничимся расчетами для течений с нарастающей скоростью, причем распределение скоростей в каждом сечении с координатой г дается соотношением (35,13). Зависимость распределения скоростей от координаты х состоит в том, что Ио, р, ш и т. д. будут некоторыми функциями 2, вид которых определяется условиями в начале трубы. Соотношения (35,8), (35,10), (35,13) и (35,17) совместно с уравнением состояния газа определяют его параметры в данном сечении. Мы можем получить их, исходя из того или иного начального состояния, выбор которого, вообще говоря, произволен. Поэтому можно предположить, что при течении в цилиндрической трубе газ пришел к состоянию в данном сечении с координатой 2 из состояния в некотором сечении с координатой в котором скорости были не особенно велики, вследствие чего течение было близким к изотермическому. [c.154]

Информация о полях скорости и давления, необходимая для решения задач о распределении и превращении веществ в реакционных аппаратах, часто может быть получена из рассмотрения чисто гидродинамической стороны проблемы. Огромное разнообразие реальных течений жидкости, подчиняющихся одним и тем же уравнениям гидродинамики, обусловлено множеством геометрических, физических и режимных факторов, определяющих область, тип и структуру течения. Классификацию течений для описания их специфических свойств можно произвести различными способами. Например, широко распространена классификация течений по величине важнейшего режимно-геометрического параметра — числа Рейнольдса Ке течения при малых числах Рейнольдса [178], течения при больших числах Рейнольдса (пограничные слои [184]), течения при закритических числах Рейнольдса (турбулентные течения [179]). Следует заметить, что такая классификация имеет важный методический смысл, поскольку определяет малый параметр, Ке или Ке , и указывает надежный метод решения нелинейных гидродинамических задач — метод разложения по малому параметру. Не отрицая плодотворность такой классификации течений, в данной книге будем исходить не из математических и вычислительных удобств исследователя гидродинамических задач, а из практических потребностей технолога, рассчитывающего конкретный аппарат с почти предопределенным его конструкцией типом течения реагирующей среды. В этой связи материал по гидродинамике разбит на две главы. В первой из них рассматриваются течения, определяемые взаимодействием протяженных текучих сред со стенками аппарата или между собой течения в пленках, трубах, каналах, струях и пограничных слоях вблизи твердой поверхности. Во второй главе рассматривается гидродинамическое взаимодействие частиц различной природы (твердых, жидких, газообразных) с обтекающей эти частицы дисперсионной средой. [c.9]

Задачи о течении разреженных газов представляют научный и прикладной интерес, но при решении большей их части провести линеаризацию невозможно. В качестве важнейшего примера подобных задач приведем нахождение поля течения вокруг тела (метеора или искусственного спутника) при входе его из космического пространства в атмосферу планеты. При таком течении основная часть газа движется со сверхзвуковой скоростью, причем вблизи тела поток характеризуется очень большими градиентами параметров газа, т. е. образованием ударных волн. Внутри ударной волны состояние газа настолько сильно отличается от равновесного и меняется настолько быстро, что единственный приемлемый подход для описания явления — использование нелинейного уравнения Больцмана. Прототипом этой задачи можно считать простейшую задачу нелинейной динамики разреженного газа, а именно расчет функции распределения внутри плоской ударной волны. К сожалению, несмотря на исключительно большое внимание к проблеме, результаты использования многих подходов для ее решения неудовлетворительны. [c.469]

В этой главе обсуждается гидродинамика озер. Течения в них возникают под воздействием ветров (п. 4.1), но могут быть обусловлены также притоками и стоками (п. 4.2). С позиций управления качеством воды наиболее важный аспект, связанный с притоками и стоками, заключается в проблеме локализации входа в озеро и выхода из него, соответственно, приточных и сточных вод. В случае любого из этих типов течений вертикальные распределения лимнологических параметров в наиболее существенной степени определяются вертикальными профилями скорости потока (т. е. сдвигом потока, см. п. 4.3). Следующими по значению факторами в этом плане являются ветровое волнение и сейши (п. 4.4), которые временами могут даже доминировать над ветровым турбулентным перемешиванием. Наконец, в п. 4.5 обсуждаются некоторые аспекты горизонтальной диффузии загрязняющих компонентов. [c.111]

Упоминавшееся ранее приближенное моделирование путем суммирования и корректирования выражений для вынужденного течения и потока под давлением [2с1], однако, позволяет нам иногда использовать его как приближенный метод оценки неизотермических эффектов. На практике в первую очередь представляет интерес определение влияния неизотермических условий на производительность и среднюю температуру экструдата. Во многих реальных процессах червяк является термонейтральным, т. е. он не нагревается и не охлаждается. В таких случаях, как было показано в работе [2е], температура червяка очень близка к температуре расплава. Следовательно, основное влияние на расход оказывает наличие существенной разности между температурами цилиндра и расплава. Как видно из уравнения (10.2-46), разность температур может оказывать сильное влияние на расход вынужденного течения. С другой стороны, увеличение средней температуры экструдата является следствием постепенного изменения температуры в направлении течения. Применим метод смазочной аппроксимации и, разделив червяк на малые элементы конечных размеров, проведем детальный расчет для каждого элемента. Предполагая, что средняя температура в пределах элемента постоянна, составим уравнение теплового баланса, учитывающее тепло, передаваемое от стенок цилиндра, и диссипативные тепловыделения. Такой метод расчета позволяет определить изменения температуры по длине червяка и значения параметров степенного закона течения из общей кривой течения [т] (7, Т) ] для каждой ступени расчета при локальных условиях течения, а также вести расчет для червяка с переменной глубиной винтового канала. Таким образом, данная модель может быть названа обобщенной кусочнопараметрической моделью , в которой внутри каждого элемента различные подсистемы представляют собой либо кусочно-параметрические модели, либо модели с распределенными параметрами. Далее следует принимать во внимание неизотермический характер течения неньютоновских жидкостей при исследовании процессов формования в головке экструдера. Этой проблеме посвящен разд. 13,1. [c.427]

Настоящая глава посвящена рассмотрению вопросов, связанных с обтеканием тел потоками с твердыми частицами. Данная проблема возникла в связи с изучением движения различных летательных аппаратов в запыленной атмосфере, а также движения двухфазных теплоносителей в трактах энергетических установок. Присутствие твердых частиц может приводить к значительному (порой многократному) увеличению тепловых потоков, а также к эрозионному износу обтекаемой поверхности. Эти явления обусловлены совместным действием целого ряда причин, среди которых — изменение структуры течения набегающего на тело потока, а также характеристик пограничного слоя, развивающегося на обтекаемом теле, соударения частиц с поверхностью, изменение шероховатости поверхности и многое другое. Интенсивность процессов, сопутствуюшдх обтеканию тел гетерогенными потоками, зависит от инерционности и концентрации частиц. Следует отметить, что инерционность частиц напрямую определяется геометрией и параметрами течения и может изменяться для одних и тех же частиц в очень широких пределах. Наличие различных характерных времен (длин) несущего потока (вблизи критической точки обтекаемого тела, вдоль его поверхности, собственно турбулентных масштабов и т. д.) сильно осложняют изучение таких потоков и обобщение данных. Что касается концентрации частиц, то ее значение может многократно превышать исходное значение в невозмущенном потоке из-за резкого торможения потока при приближении к телу, взаимодействия частиц со стенкой, а также межчастичных столкновений. При движении частиц вдоль поверхности тела в пограничном слое, где имеются значительные градиенты скорости и температуры (в случае неизотермического течения), их распределение зачастую носит сложный характер, а концентрация также превышает свое значение в набегающем на тело потоке. [c.129]

Существует два пути для получения требуемых данных. Во-первых, можно попытаться получить с помощью реологических измерений два или более специфических параметра, которые определяются степенью полидисперсности образца таким образом, что комбинация этих параметров дает показатель полидисперспости. Эти методы можно назвать параметрическими . Очевидно, подобные методы будут обладать всеми хорошо известными недостатками оценки полидисперспости с помощью только одного показателя. Во-вторых, можно воспользоваться полной кривой течения. Кривая течения представляет собой графическую зависимость эффективной вязкости или напряжения сдвига от средней скорости сдвига, полученную в диапазоне от максимальной до минимальной ньютоновской вязкости. Подобные кривые течения являются реакцией раствора или расплава па изменяющуюся скорость сдвига и содержат большую информацию о свойствах исследуемой системы, в том числе и о кривой раснределения но молекулярным весам в образце. Проблема- заключается в выделении из всей содержащейся в кривой течения информации именно тех данных, которые определяются полидисперсностью. Можно, однако, избежать необходимости решения этой запутанной задачи таким построением кривых течения, которое позволяет получить на графиках прямые линии. Параметр полидисперспости можно будет рассчитать по тангенсам угла наклона этих прямых линий. Такой способ обладает незначительными преимуществами по сравнению с параметрическими методами, и полученные результаты практически не оправдывают усилий, затраченных на довольно трудную экспериментальную работу. Наиболее полный метод, конечно, должен был бы заключаться в подробном анализе кривой течения с тем, чтобы получить точную кривую распределения. Автор настоящей главы полагает, что осуществить такой анализ в принципе можно, однако практическое решение задачи удастся получить очень нескоро. Предпринимались попытки подойти к решению указанной задачи как с теоретической, так и с практической точки зрения, однако разрыв между этими двумя подходами столь велик, что до сих пор их пе удается объединить. Подобное положение наблюдается также и в случае получения данных о степени полидисперсности образцов из релаксационных кривых. В настоящее время еще недостаточно разработаны теоретические концепции для того, чтобы на их основе можно было проводить экспериментальные исследования. Поэтому практически все предпринимаемые шаги в этом направлении остаются более или мепее [c.271]