Течение газа в переходной области

Задача сорбции газа жз потока во внешнедиффузионной области формулируется аналогично. Однако дри сорбции газов не удается получить описанным выше способом уравнения внешнедиффузионной кинетики сорбции, так как при решении уравнения (5.3) нельзя воспользоваться приближенным выражением для скорости газа вблизи частицы минерала [4]. Жуховицкий и др., используя качественную теорию размерностей [б], нашли для режима течения газа, переходного от ламинарного к турбулентному, следующее выражение для кинетического коэффициента (константы скорости) внешней диффузии 171 [c.96]

Ясно, что проводимость данного элемента (трубы, камеры) должна-зависеть от его геометрических характеристик (например длины и диаметра в случае трубы), а также от физических свойств проходящего газа. Вся сложность вопроса заключается в определении этой проводимости для различного вида элементов вакуумной аппаратуры как для молекулярного, так и для ламинарного течения. В переходной области, т. е. когда часть газа течет ламинарно, а часть молекулярно, имеем параллельные потоки в том же трубопроводе (накладывающиеся друг на друга). Значит, по уравнению (2-233) проводимость будет суммой молекулярной, проводимости и проводимости для ламинарного движения [c.134]

Между ними имеется некоторая переходная область. Переход от ламинарного диффузионного пламени к турбулентному определяется изменением характера течения струи. Кроме того, на течение струи, разумеется, оказывает влияние изменение температуры в результате горения. Поатому течение струи, п которой отсутствует горение, отличается от течения горящей струи. На рис. 8.2 [2] приведены приблизительные ЗНН чения чисел Рейнольдса, при которых происходит переход от ламинарного к турбулентному пламени для нескольких горючих газов. [c.171]

Несмотря иа возможности трех режимов течения газа (ламинарного, переходного и турбулентного), практическое осуществление ламинарного режима обычно ие удается (за исключением некоторых работ [53]). Поэтому, согласно М. Е. Позину [62], точки перегиба на кривой Nu = / (Re ) должны отсутствовать до начала установившегося турбулентного движения, которое лежит в пределах Rey = 5000— 10000 и зависит от аппаратурного оформления процесса. Большинство исследователей вообще не определяет здесь перехода [24,62,67,75], а в некоторых работах показатель степени в переходной области лишь немного больше т = 0,8—1,2) соответствующего показателя в турбулентной области (т = 0,8). [c.141]

Для газов при р 1 ат переход из одного режима течения в другой происходит в области значений чисел Рейнольдса от 2000 до 3000. Выше переходной области течение будет турбулентным, ниже — ламинарным. [c.146]

Высокая скорость вращения ротора приводит к сильному изменению плотности газа в радиальном направлении. Отличие величин плотности газа вблизи стенки ротора и его оси может составлять 7-8 порядков. При этом в приосевой области ротора образуется зона сильного разрежения газа, в которой нарушается условие сплошности среды, и, как следствие, перестают выполняться уравнения газовой динамики. Между зонами разрежения (зона А) и сплошной среды (зона В) существует область переходного режима течения газа. [c.201]

ТЕЧЕНИЕ ГАЗА В ПЕРЕХОДНОЙ ОБЛАСТИ [c.46]

Переходная область от молекулярного режима течения к вязкостному, так называемый молекулярно-вязкостный режим, был охвачен Кнудсеном при помощи полуэмпирического соотношения, справедливого с достаточной точностью для молекулярного, молекулярно-вязкостного и вязкостного режима течения газа в круглой цилиндрической трубе [c.220]

Переход ударной волны из легкого газа в тяжелый. Известно, что волновая картина, возникающая при переходе ударной волны из легкого газа в тяжелый через контактный разрыв, представлена преломленной ударной волной, контактным разрывом и отраженной ударной волной. Качественно аналогичная картина имеет место и при прохождении ударной волны через область перемешивания. Однако наличие переходной области приводит к некоторым особенностям в волновой картине течения. [c.285]

В соответствии с этим работа состояла из двух частей 1) комплексное исследование пористой структуры образцов методами ртутной порометрии, электронной микроскопии и капиллярной конденсации 2) исследование скорости течения газа через изученные системы при градиенте давления (методом проницаемости) в широком диапазоне давлений (в кнудсеновской и переходной областях, а также в условиях вязкого потока). [c.107]

Усложнение геометрии модели пор не позволяет объяснить глубокий минимум и S-образный характер экспериментальных кривых по проницаемости. Возможно, что наблюдаемый эффект связан с каким-либо видом торможения течения газа в порах в переходной области, которое зависит от природы газа и не учитывается существующими представлениями. [c.113]

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]

Исследованию диффузионного факела в переходной области течения посвящены работы ряда авторов [Л. 20 83 92 96]. Как показали исследования, в ламинарной области длина факела пропорциональна скорости истечения. В переходной области наблюдается нелинейная зависимость длины факела от скорости. При определенных значениях скорости потока длина факела достигает максимального значения. Дальнейшее увеличение скорости ведет к уменьшению длины факела. В области развитого турбулентного движения длина факела практически не зависит от скорости истечения газа (подробнее см. 1-3). [c.9]

Значительное число исследований теплообмена в зернистом слое выполнено в нестационарном режиме нагревания (охлаждения) слоя. Выше подробно анализировались возможные погрешности этих методов исследования. В работах [106, 107] при проведении опытов в режиме прогрева слоя температуру газа на выходе измеряли только в одной точке на оси аппарата, что также могло привести к ошибкам в определении средних коэффициентов теплоотдачи. Однако основную роль в отклонении полученных зависимостей вниз при Кеэ < 100 (рис. IV. 19, в) играет продольная теплопроводность, не учтенная в методике обработки опытных данных. Пересчет данных [106] по формуле (IV. 67) при 1оАг = 15 для стальных шаров и Хо/Кг = 5 для песка привел к хорошему совпадению опытных точек с зависимостью (IV. 71). Аналогичная коррекция формул, полученных в [107], показана на рис. IV. 19, б. Таким образом, занижение данных по теплообмену в зернистом слое при Кеэ < 100 связано с влиянием продольной теплопроводности, неравномерности распределения скоростей и возможных погрешностей экспериментов, а не с особенностями закономерностей процессов переноса в переходной области течения газа [106]. [c.160]

Вопрос о соотношении скоростей массопередачи и химической реакции обычно рассматривают в связи с существующими представлениями об области протекания процесса. Понятие о кпнетичест ой, диффузионной и переходной областях протекания процесса было введено Франк-Каменецким [30] в 1947 г. В течение последующей четверти века эти представленпя переходили из одной монографии в другую и из одного учебника в другой. При этом в большинстве работ полностью игнорировался тот факт, что Франк-Каменецкий рассматривал конкретный случай реакции первого порядка в гетерогенно-каталитическом реакторе для системы газ — твердое тело [31]. Более того, даже применительно к этому случаю формулировки [c.14]

Как было отмечено ранее, в противоположность системам с безвихревым течением при малых числах Рейнольдса линии потока начинают отклоняться на значительно больших расстояниях перед цилиндром и более плавно расходятся по сторонам. Более сложное соотношение для малых чисел Кнудсена для данного цилиндра (т. е. отношение длины свободного пробега молекул газа к диаметру цилиндра) Х10<.0,25 было выведено Натансоном [596]. Это соотношение переходит в уравнение (У11.4) при 7.10— >0 для переходной области поле скоростей было исследовано [c.300]

Позднее была выдвинута модификация модели внезапного замораживания — так называемая модель равновесной рекомбинации [358—360]. В соответствии с ней область замороженного течения заменяется областью, в которой рассматривается только процесс рекомбинации. Модель равновесной рекомбинации дает хорошие результаты при расчете неравновесных течений газовых смесей с компонентами, концентрации которых стремятся к нулю далеко вниз по потоку. Ченг и Ли [376] показали, что в случае течения газа со значительной степенью диссоциации имеется достаточно обширная переходная область от течения почти равновесного к течению с ойределяющей ролью процессов рекомбинации. Область перехода можно разделить на две зоны. Зона течения, примыкающая к равновесной области течения, характеризуется небольшим отклонением от состояния равновесия. За ней следует узкая зона перехода в область рекомбинации. В случае течения с незначительной степенью диссоциации, по данным авторов работы [376], переходная область имеет небольшие размеры. [c.122]

Иверном [Л. 1] для участка стабилизации потока в трубе при резком его сужении на входе. Все значения критерия Стантона осреднены по длине трубы и поэтому могут непосредственно использоваться при расчетах теплообменника по методике, рассмотренной в гл. 2. Данные, соответствующие переходной области в диапазоне чисел Рейнольдса от 2 500 до 10 000, характеризуются значительной неопределенностью. Для отдельной трубки эти данные могут и не иметь ценности представленные здесь кривые характеризуют типичную картину течения в пучке, состо Лцем из большого числа параллельных трубок, на входе в которые происходит резкое сужение потока, что является типичным для большинства те" лообменников с поверхностью, об разованной круглыми трубами. Не которые типичные данные, полученные непосредственно из опыта, показаны на рис. 10-1 однако переходная область на рис. 7-1 построена не только на основе данных рис. 10-1, но также на основе результатов, полученных и другими исследователями [Л. 2]. Как правило, при проектировании теплообменной аппаратуры следует избегать переходной области, однако для компактных теплообменников наибольший интерес представляет область чисел Рейнольдса от 500 до 15 000 поэтому обойтись без этой области довольно трудно. Даже в том случае, когда расчетное значение числа Рейнольдса равно 10 000, теплообменник при частичной нагрузке может работать в переходной области. Этими кривыми не следует пользоваться при числах Прандтля, выходящих за пределы, характерные для газов. [c.100]

Подробный анализ работ в этой области содержится в работах [29 — 31]. Если в жидкости отсутствует ПАВ, то движение длинного пузыря в капиллярной трубке, заполненной вязкой жидкостью, рассмотрено в [19]. В этой работе показано, что при малом числе Рейнольдса и без чета силы тяжести течение зависит только от одного безразмерного параметра — капиллярного числа Са= рС//2 , где ц — вязкость жидкости, 11 — скорость движения пузыря, Е — коэффициент поверхностного натяжения поверхности газ — жидкость. При асимптотически малых значениях Са(Са О) течение можно разбить на пять областей, как это показано на рис. 17.10. На каждом конце пузыря образуется полусферическая пгапка, в которой давление и форма контролируются только капиллярными силами. Полусферические шапки сопрягаются с цилиндрическими областями через переходные области. Показано, что в цилиндрической области толщина смачиваюп1,ей пленки и дополнительный перепад давления определяются выражениями [c.456]

Реакцию углекислоты с углем в угольном канале при ламинарном течении газа в кинетической и переходной областях изучали Вулис и Витман [331. Эти авторы пользовались для обработки своих экспериментальных данных аналитическим решением Панета и Герцфельда. [c.61]

Таким образохм, динамика движения газа в кпудсеиовском слое вносит определенный вклад в суммарное течение реагирующей смеси. Так, для гидродинамической области течения истинная скорость будет мала но сравнеиию со скоростью скольжения в объеме газа, но становится сравнимой с данной скоростью в переходной области, например в поре катализатора, где значение числа Кнудсена конечно. [c.201]

Впоследствип теченпе газа в узком капилляре в переходной области в поло парциальных градиезггов изучалось многими исследователями (см., например, [19, 22]). Прп теоретическом объяснении аффекта Кнудсена [29] исходили из кинетического уравнения Больцмана с модельным интегралом столкновений. Следует отметить, что кривая проницаемости при течении газа через капилляр в переходной области под действием градиента температур не имеет минимума. [c.202]

Исследования Киудсепа по течению газа в переходной области позволили Тилю [6] построить модель, описывающую движение газа в поре с каталитической поверхностью. При этом он не учитывал динамику движения компонент газа и каталитической поверхности. Рассмотрим задачу о динамике движения бинарной смеси газа вблизи каталитической поверхности. Будем считать, что поверхность рождает или поглощает компоненты бинарной смеси. Методом нолупространственных моментов из уравнения Больцмана получим следующую систему уравнений [c.202]

При числах Рейнольдса, превышающих некоторое критическое значение Ке р, движение в трубе является турбулентным. Распределение средних скоростей при турбулентном течении отличается от пуазейлева распределения. В профиле скоростей при турбулентном течении можно выделить вязкий подслой, переходную область и полностью турбулентную область. Движение в турбулентной области характеризуется наличием беспорядочных пульсаций. Существование пульсаций определяет характер протекания процессов переноса в турбулентном потоке, ибо каждый элемент нри перемещении под действием пульсаций в новое положение сохраняет свои характеристики температуру, концентрацию примесей и т. д. Длина, на протяжении которой сохраняются свойства рассматриваемого элемента жидкости, носит название пути перемешивания. Эта характеристика аналогична длине свободного пробега в кинетической теории газов. [c.60]

При работе крионасоса в переходном, а тем более в вязкостном . режимах течения газа криоповерхность может вести себя калк выходное отверстие звукового сопла или идеальное отвер- тие, разделяющее области высокого и низкого давлений. В этом случае, вследствие газодинамического разгона, скорость газового потока, набегающего на поверхность конденсации, зависит от отношения давлений Р1/Р о, где Ро — давление невозмущенного, газа, т. е. на удалении от криоповерхности, а Р- — давление газа непосредственно перед ней. При Р Р-о = 1 скорость газового потока будет равна нулю, а с уменьшением отношения давлений скорость потока будет возрастать. В пределе при достижении критической величины отношения давлений [c.87]

На рис. 29 показана зависимость теоретической быстроты действия крионасоса в зависимости от давления газа, построенная на основании уравнений (4.5) и (4,12), Первая полка на этом графике показывает максимально возможную теоретическую быстроту откачки в молекулярном режиме течения газа S , а вторая — в вязкостном S . Область переходного режима не определена четко и может захватывать шйрокий диапазон давлений. Теоретическая быстрота действия крионасоса, построенная на рис. 29, относится к конкретному случаю криооткачки СО имеющей температуру ЗОО К на криоповерхности, охлаждаемой жидким азотом до температуры 77 К. Для сравнения на этом же рисунке представлены результаты экспериментального определения быстроты откачки СО при схожих условиях [59]. Из сравнения теоретической кривой быстроты откачки и опытных данных следует, что не все молекулы СО , сталкивающиеся с холодной поверхностью конденсатора, прилипают к ней сраз -же при первом столкновении, поэтому действительная быстрзда откачки несколько меньше теоретических значений. Кроме того,, оказывается весьма неустойчивой криооткачка при повышенном давлении, когда ее скорость резко падает, [c.88]

Закономерности течения газов в вакуумной системе зависят от степени разрежения газа. С уменьшением давления изменяется характер течения газа в вакуумной системе происходит переход от турбулентного или вихревого течения к ламинарному или вязкостному и затем к молекулярному течению. Кроме этих основных видов течения, отдельно рассматриваются промежуточные области, в которых происходит переход от одного вида течения к другому. При относительно высоких давлениях, когда наблюдается турбулентное течение, процессы в 1азах подчиняются в основном тем же законом рностям, как и в области нормальных давлений. Специфической областью для вакуумной техники являются вязкостное и молекулярное течение, а также переходная область между ними, которая носит название молекулярновязкостного режима течения. [c.36]

При классификации течений ионизированного газа наиболее важным нз определяющих параметров является давление. При очень низких давлениях средняя длина свободного пробега частиц соизмерима или превосходит характерный размер области, в которой протекает изучаемый процесс. Средняя длина свободного пробега очень быстро увеличивается с падением давления и сравнима с размерами земных лабораторных установок уже при давлении около 10 ат. При более низких давлениях газ можно считать совокупностью движущихся независимо друг от друга частиц. В этом случае возможно не только экспериментальное, но и детальное теоретическое исследование процессов в плазме. Если давление выше 10 ат, то справедливы законы механики сплошных сред. В интервале давлений от 10- до 10- ат находится переходная область, где газ нельзя считать ни континуумом, ни простой совокупностью независимых частиц. Переходной области в плазмодина-мике посвящено очень мало работ. Далее будут рассматриваться сплошные среды. [c.69]

Викке и Войгт [16] в аналогичной работе со стеклянным фильтром Шотта 05 с радиусами пор 2,8 -10" см нашли большую скорость течения н. бутана по сравнению с водородом, азотом и другими малосорбирующимися газами. Это превышение было вначале отнесено на счет поверхностной диффузии, однако, как было показано в более поздней работе Викке и Фоллмера [17], это явление связано с зависимостью скорости потока от длины свободного пути молекул в переходной области течения газа. Викке и Фоллмер, применяя модифицированный метод, исследовали скорость течения водорода, азота, метана и аргона в переходной области через фильтр из иенского стекла и некоторые другие пористые материалы нри разных температурах. Для обработки экспериментальных данных авторы преобразовали уравнение Кнуд- [c.181]

Гидродинамика потока в зернистом слое имеет ряд особенностей но сравнению с течением газов в трубах. Зерна материала с одной стороны омываются потоком (внешняя задача), с другох стороны образуют каналы, в которых движется ноток газа (внутренняя задача). Скорость потока непостоянна как по сечению, вследствие различных типов упаковок, так и по длине слоя из-за периодического сужения и расширения каналов. Эти особенности затрудняют оценку режима течения, вследствие чего данные о границах перехода от ламинарного течения к турбулентному различаются у разных авторов. По Чилтону и Кольборну [2] переходная область для неподвижного зернистого слоя лежит в пределах чисел Рейнольдса 20 Ке 100. В опытах И. М. Федорова [3] для угля с размерами зерен от 3 до 12 мм. было найдено, что в переходной области 15 Ке 350. По данным других авторов переходная область для слоя зернистого материала характеризуется числами Рейнольдса 20 Ке 200 [4]. Для слоя сорбента с размерами зерен от 1 до 5 мм и удельных скоростей потока [c.213]

Рис. 5.39 демонстрирует распределения осредненных скоростей чистого воздуха и обеих фаз гетерогенного потока в переходной области пограничного слоя. Несмотря на то, что различие в скоростях фаз в пристенной области уменьшается, турбулизирующее действие частиц на перемежающееся ламинарно-турбулентное течение проявляется также интенсивно, как и в нсевдоламинарном пограничном слое. Оно отражается в существенном наполнении профиля скорости несущего газа. Что касается влияния частиц на окончание ламинарно-турбулентного перехода, то оно выявлено не было. [c.164]

Эти выражения первоначально были найдены для движущихся сред с постоянными физическими свойствами. Формулу (13.50) вывел Блазиус [22], соотношение же (13.49) в случае постоянных физических свойств непосредственно вытекает из результатов, полученных Польгаузеном [23]. В большинстве практических приложений, однако, формулы (13.49) и (13.50) применяют для описания систем с переменными свойствами, относя эти свойства [см. формулу (13.50)] к температуре Т . Такое описание оказывается вполне удовлетворительным в случае газов [24]. При числах Прандтля Рг > 0,6 аналогия (13.49) выполняется с точностью 2%, однако при Рг 0,6 наблюдаемые отклонения от указанной аналогии весьма велики. В режиме сильно развитой турбулентности соотношение (13.49) удовлетворяется с достаточной степенью точности, если величину /до описывать эмпирической зависимостью, представленной на рис. 13-11. Переход между ламинарным и турбулентным режимами течения отражается на графике зависимости /я от Ке примерно таким же образом, как при течении в трубе (см. рис. 13-4), но границы переходной области при обтекании пластины установить значительно труднее. Для гладких плоских пластин с острыми краями, обтекаемых изотермическим потоком, переход обычно начинается в интервале чисел Рейнольдса Ке = Vo ,PfX lf от 100-10 до 300-10 полная турбулизация потока в этом слзп1ае происходит при значениях Ке в интервале 150 000—450 ООО. [c.386]

Общий характер зависимости быстроты откачки насоса от давления во всем диапазоне работы крионасоса (при постоянной те.мпературе криопанели) молено описать следующим образом. При низких давлениях в камере, сравнимых с упругостью паров конденсируемых газов, быстрота откачки насоса равна нулю. С повышением давления быстрота откачки пасоса растет за счет увеличения коэффициента захвата. При достижении некоторого значения Рд2>Рк быстрота откачки практически во всей области молекулярного течения газа имеет при-.мерно постоянное значение до переходного режима. В переходной области, где число Кнудсена принимает значения Кп=5—10, снова начинается повышение быстроты откачки крионасоса. При этом быстрота откачки растет до числа Кнудсена Кп 0,01. [c.110]

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]

Для мембранного разделения газов обычно применяют матрицы с переходными порами, эффективные радиусы которых колеблются от 15 до 2000 А. В области действия поверхностных сил находится лишь часть норового пространства, размеры которого в целом на несколько порядков больше газокинетическо-го радиуса молекул в этом случае применимы обычные термодинамические представления о фазах и поверхностях раздела между ними. Можно ожидать, что на процессы течения газовой [c.39]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология