Внутренние условия движения жидкости

Внутренние условия движения жидкости [c.43]

Внутренние гидравлические потери. Эти потери состоят из потерь на трение внутри жидкости и о стенки трубы, а также из потерь, связанных с расширением сечения потока. Движение воды в отсасывающей трубе аналогично течению в диффузоре. Как показывают исследования движения в диффузорах, даже незначительное его расширение приводит к значительному изменению условий движения жидкости. В этом случае интенсивное турбулентное течение возникает при значительно меньших числах Рейнольдса. Вследствие увеличенной турбулентности происходит интенсивное перемешивание частиц жидкости, сопровождающееся увеличением потерь энергии. При расширении отсасывающей трубы профиль скоростей по сечениям потока становится очень неравномерным и отличается тем большей неравномерностью, чем больше угол расширения. При увеличении угла конусности 0 свыше 8 10° в пограничном слое появляются обратные токи и при этом происходит отрыв потока от стенок. При этом возникают вихри, энергия которых теряется, так как она рассеивается при их затухании, превращаясь в тепло. [c.142]

В зависимости от режима промывки и состояния фильтрующего слоя физические модели гидродинамики потоков промывной жидкости могут быть различными. Так, при решении внутренней задачи движения жидкости в стационарном слое с фиксированным контактом между зернами часто применяется капиллярная модель, для которой характерно представление межзернового пространства в виде пучка капиллярных трубок круглого сечения или в виде щели, где один из размеров сечения больше другого [62]. При промывке слоя в режиме его взвешивания и расширения (нестационарное состояние) модель движения жидкости должна рассматриваться в условиях внешней задачи, т. е. при обтекании зерна промывным потоком [71, 72]. [c.43]

В реальных условиях нефтеносных пластов с четочной структурой и неоднородной внутренней энергетической характеристикой (изменчивой смачиваемостью) поровых каналов этот процесс капиллярного движения жидкостей значительно усложняется. [c.43]

Вязкость растворов полимеров. Хотя растворы полимеров представляют собой молекулярно-дисперсные системы и этим вполне соответствуют условиям истинного растворения, для них характерна исключительно высокая вязкость. Столь высокая вязкость растворов затрудняет их детальное изучение, определение теплот растворения и набухания и величины молекулярного веса полимера. Даже при большом разбавлении (0,25—0,5%) вязкость раствора полимера в 15— 5 раз превосходит вязкость растворителя. Высокая вязкость полимерных растворов обусловлена большими размерами макромолекул и их нитевидным строением. Размеры макромолекул в сотни и тысячи раз превосходят размеры молекул растворителя и обладают значительно меньшей подвижностью. Поэтому макромолекулы оказывают сильное сопротивление движению жидкости (растворителя). Сопротивление движению жидкости возрастает с увеличением длины макромолекулы и степени ее вытянутости. Клубкообразные макромолекулы быстрее перемещаются в растворителе и не столь сильно затрудняют движение молекул растворителя. Благодаря этому уменьшается коэффициент внутреннего трения, что приводит к снижению вязкости раствора. Вязкость увеличивается и с возрастанием сил межмолекулярного взаимодействия, поскольку затрудняется скольжение цепей относительно друг друга. [c.68]

Выбор характерной плотности зависит от рассматриваемого внутреннего течения. В качестве простого примера рассмотрим горизонтальный слой жидкости между верхней и нижней ограничивающими поверхностями, имеющими температуры соответственно и 2- Если > /ь слой жидкости неустойчиво стратифицирован, когда плотность рассматриваемой жидкости уменьшается с ростом температуры. При некоторых условиях возникает движение, вызванное выталкивающей силой. В таком течении местная характерная плотность р на различных высотах вычисляется по линейному распределению температуры, существующему в вертикальном направлении в отсутствие движения жидкости, т. е. в условиях чистой теплопроводности. В других, более сложных внутренних течениях и (или) при других полях объемной силы методика выбора закона изменения ха- [c.28]

Как отмечалось выще (см. гл. 3), в гидростатике изучается равновесие жидкостей, находящихся в состоянии относительного покоя. При этом форма объема жидкости не меняется, силы внутреннего трения отсутствуют. Там же при рещении уравнений Навье-Стокса (3.58) при условии равенства нулю скоростей движения жидкости по соответствующим осям координат была получена система диффе- [c.93]

Эксперименты, результаты которых содержатся в [65], показали лишь качественное согласие с теорией [64], в то время как количественное расхождение, в частности степень деформации капли, оказалось значительным. Попытка учесть в асимптотическом разложении члены более высокого порядка была сделана в [66], но она не ликвидировала расхождение с результатами экспериментов. Следует заметить, что проведение экспериментов осложнено необходимостью выполнения довольно жесткого условия отсутствия движения (осаждения или всплытия) капель, для чего необходимо, чтобы капли были очень маленького размера, а плотности внутренней и внешней жидкости различались незначительно. [c.271]

Влияние критерия Рейнольдса на характер движения жидкости оказывается различным в зависимости от геометрических условий. В гидродинамике различают два типа задач о характере движения жидкости — так называемые внешнюю и внутреннюю задачи. [c.35]

Выше было показано, что наиболее эффективные условия теплообмена получаются при движении жидкостей противотоком без перемешивания и с высокими скоростями. Эти условия наилучшим образом обеспечиваются в аппаратах типа труба в трубе (рис. IV. 24, а). В них одна жидкость движется по внутренней трубе, а вторая — в противоположном направлении в кольцевом пространстве между внутренней и наружной трубой (рубашкой). Отдельные элементы могут соединяться в секции, а аппарат может состоять из нескольких секций. Развитием аппаратов этого типа являются элементные теплообменники (рис. IV. 24, б), в которых каждый элемент представляет собой небольшой трубчатый теплообменник. Основной недостаток таких аппаратов — большая [c.355]

Методы интенсификации процессов экстрагирования в системе твердое тело — жидкость. Скорость внутренней диффузии определяется условиями переноса вещества в капиллярах твердой частицы, а скорость внешней диффузии — скоростью обтекания частиц потоком. В определенной мере эти факторы взаимосвязаны. При движении жидкости через неподвижный слой частиц условия их обтекания зависят исключительно от расхода жидкости. При свободном же движении частиц скорость обтекания равна разности скоростей жидкости и частицы (скорости осаждения). Чем крупнее частица и чем больше ее плотность отличается от плотности жидкости, тем выше скорость обтекания (соответствующие закономерности рассмотрены в гл. И). [c.499]

Гидрокинетика рассматривает следующие основные задачи обтекание падающего в жидкой среде тела (внешняя задача) и движение жидкости по каналам (внутренняя задача). Решая эти задачи применительно к конкретным условиям, можно находить скорости процессов разделения или получения неоднородных смесей. [c.30]

Так, для массообмена между сплошным потоком и каплями малого размера при соответственно малой скорости относительного движения капель и сплошной жидкости (Ее < 1) диффузионное сопротивление наружного пограничного слоя оказывается много меньше сопротивления диффузионному переносу компонента внутри капли, где жидкость при таких условиях остается практически неподвижной. Значение коэффициента массопередачи при Ке < 1 можно считать приближенно равным величине коэффициента массоотдачи рд между поверхностью капли и жидкостью внутри капли. Для массообмена между достаточно крупной каплей и сплошной средой при значительной скорости относительного движения (Не > 200) интенсивность массопереноса определяется величиной коэффициента массоотдачи р<. между сплошной фазой и поверхностью капли. При этом внутри крупной капли развивается интенсивное движение жидкости по замкнутым циркуляционным контурам. Такое движение приводит к выравниванию концентрации компонента внутри капли, что и соответствует малой величине внутреннего сопротивления массопереносу. [c.461]

Для любых условий коэффициент теплоотдачи не определен до тех пор, пока не заданы площадь поверхности и разность температур (температурный напор), к которым его относят. Рассмотрим, например, движение жидкости по трубе внутренним диаметром [c.27]

При изучении процесса высушивания можно исходить либо из внутреннего механизма движения потока жидкости, либо из воздействия внешних условий — температуры, влажности, потока воздуха, степени дробления и т. д. — на скорость сушки твердых материалов. Первое направление требует фундаментального изучения внутренних условий. Второе не так основательно, но применяется шире, так как результатами его можно надежно пользоваться для расчета и проектирования оборудования., [c.501]

Коррозионная активность фтора очень велика и для работы с ним нужен очень тщательный подбор конструкционных материалов. Наиболее стойкими во фторе считаются красная аналитическая медь, никель и монель-металл. Относительно стойкими являются чистый алюминий и некоторые марки нержавеющей стали и бронзы. В условиях повышенных температур рекомендуется применять медь, никель и монель-металл, которые стойки до 873—973 К. При контакте чистого фтора с поверхностью металла обычно образуется пленка довольно стойких фторидов металла. Образование пленки препятствует дальнейшему разрушению детали, но с увеличением температуры, давления или скорости движения жидкости по поверхности пленка фторида может разрушаться, затем снова образовываться и снова разрушаться ч так до полного разрушения детали. Такой процесс в некоторых случаях может привести к образованию внутреннего очага горения металла конструкции в жидком фторе и взрыву. [c.76]

В случае больших значений Н/й использовалось допущение о существовании, в прямоугольной полости течений типа пограничного слоя [95]. Иначе говоря, было сделано предположение о том, что вертикальное движение жидкости заключено между пограничными слоями вблизи вертикальных поверхностей. Жидкость во внутренней области считалась неподвижной и вертикально стратифицированной. Такого рода режим с преобладающим влиянием конвекции возникает при достаточно больших числах Ка. Оказалось [221], что функция тока, рассчитанная в работе [95], примерно на 30 % выше, а максимальные вертикальные скорости приблизительно на 25 % выше соответствующих значений, полученных в работе [79]. Было предложено 21] обобщить результаты "илла [95] при условии, что суммарный поток энергии вблизи адиабатических верхней и нижней стенок равен нулю, что позволило бы определить возникающую при анализе произвольную постоянную. Этот подход обеспечил более близкое соответствие между теоретическими и экспериментальными [c.262]

Во МНОГИХ случаях, например при движении жидкости через зернистый слой твердого материала, ена перемещается внутри каналов сложной формы и одновременно обтекает твердые частицы. Такие условия наблюдаются в процессах фильтрования, массопередачи в аппаратах с насадками, в химических процессах, осуществляемых в реакторах с твердыми катализаторами, н т. д. Анализ движения жидкостей в случаях та кич смешанной задачи гидродинамики проводят, как правили, приближенно сводя его к решению внутренней или внешней задачи. [c.37]

Как показали теоретически и экспериментально Френкель и Мороз [76], такой сгусток в вязкой жидкости имеет повышенную скорость падения, соответственно его большим по сравнению с одиночной частицей размерам. При этом различие в условиях движения периферийных и внутренних частиц сгустка приводит к его постепенному расползанию и замедлению падения [77]. [c.239]

Основным показателем, определяющим эффективность работы холодильников, является коэффициент теплопередачи (стр. 346). Чем выше коэффициент теплопередачи, тем интенсивнее при прочих равных условиях охлаждается кислота. Величина коэффициента теплопередачи весьма существенно зависит от скорости движения жидкости в трубах холодильника. Так, по данным расчета, при внутреннем диаметре труб 150 мм и температуре олеума 60 "С коэффициент теплопередачи К изменяется в зависимости от скс рости движения олеума следующим образом [c.254]

Акустический шум и вибрации отражают фундаментальные процессы, происходящие в механических устройствах, например качение, скольжение и удар, а также характеризуют процесс движения жидкости в устройстве. Все эти явления создают характерные шумы, которые могут быть интерпретированы с точки зрения внутренних условий протекания процесса и иногда могут быть использованы также для предсказания неисправностей. Привлекает в анализе виброграмм и шумов то, что данные собираются с помощью датчиков, расположенных снаружи, т. е. не влияющих на протекание процесса. [c.259]

Конечно, некоторые заключения о соотношении между инерционными силами и силами внутреннего трения, действующими в потоке в заданных условиях движения, можно сделать непосредственно на основании численного значения критерия Рейнольдса. Но этот критерий является характеристикой свойств потока в целом. Основанные на нем оценочные суждения справедливы только для всей области течения в среднем. Они не могут приблизить нас к пониманию тех особенностей гидродинамической картины, которые специфичны для процесса динамического взаимодействия (обмена количеством движения) между жидкостью и твердым телом или между жидкостями, движущимися с различной скоростью, и с наибольшей отчетливостью проявляются в непосредственной близости от поверхности раздела. Возможности, открываемые такими оценками, явно недостаточны для наших целей и не могут нас удовлетворить. Необходим значительно более подробный анализ физической обстановки процесса. [c.13]

Таким образом, силы внутреннего трения обусловлены перераспределением количества движения внутри жидкости. Они возникают как реакция жидкости на изменение ее формы, происходящее в процессе движения, и величина их зависит от кинематических условий процесса. В заданных условиях движения они могут принимать весьма различные значения в зависимости от рода жидкости и ее термодинамического состояния (главным образом, температуры). [c.14]

Чисто вынужденное движение жидкости в условиях внутренней задачи. [c.60]

Сопротивление трения. При движении жидкости или газа по трубопроводу возникает трение частиц перемещаемых веществ о стенки труб. Величина этого трения зависит от многих условий. Она тем больше, чем длиннее трубопровод, быстрее движение потока и ниже температура жидкости (для газов—наоборот). Трение возрастает также с уменьшением диаметра трубопровода, увеличением плотности и вязкости перемещаемого вещества и шероховатости внутренней поверхности трубопровода. [c.64]

Чаще всего результаты экспериментальных измерений обобщают в виде критериальных уравнений на основе метода анализа размерностей, что объясняется значительными трудностями математической формулировки задачи теплообмена, связанной с вынужденным циркуляционным течением перемешиваемой вязкой среды в сложной геометрической обстановке. Основное затруднение представляет формулировка граничных условий к дифференциальным уравнениям движения и теплообмена на поверхности движущейся мешалки, теплообменных поверхностях, свободной верхней поверхности перемешиваемой жидкости, внутренней стенке аппарата, часто снабжаемой радиальными перегородками, за которыми происходит интенсивное вихревое движение жидкости. [c.120]

Так как выделенная группа явлений описывается одной и той же системой дифференциальных уравнений, то условиями полного их подобия будут тождественность дифференциальных уравнений и подобие граничных условий. Тождественность дифференциальных уравнений является условием, обеспечивающим подобие полей скорости и температуры во внутренних точках. Действительно, если на границах поверхности движение жидкости и распределение температуры подобны и оба явления подчиняются одному математическому закону, то и внутренние области явлений будут подобны. Выполнение условия тождественности дифференциальных уравнений для двух процессов с подобными граничными условиями возможно в случае равенства критериев подобия. [c.321]

Также методически удачным следует считать вначале изложение вынужденной тонвёкции в условиях внешней задачи (обтекание пластины), потом в условиях внутренней задачи (движение жидкости в трубах) и, наконец, теплообмен при естественной конвекции. [c.4]

Труба, заполненная насадками, иТта же труба без насадок—это несопоставимые условия теплоотдачи. Насадки, заполняющие трубу, создают сложный лабиринт для течения жидкости и длина соприкосновения жидкости со стенками трубы едва ли может быть определима. Достаточно отметить тот важный факт, что при сопоставимых числах Не потери напора в указанном лабиринте в 600 10 раз больше чем в гладкой трубе. Критерии Нуссельта с насадками при одинаковых числах Ке оказался приближенно в 8 раз больше чем в гладкой трубе. А. А. Селезнев [22] провел большую работу по теплоотдаче при течении воздуха в трубах с искусственной шероховатостью в виде бугорков, имевших форму усеченных пирамид. Опыт показал, что теплоотдача от шероховатой стенки выше чем гладкой при том же диаметре трубы. Здесь сопоставимость шероховатой и гладкой трубы также весьма условны. Чем больше шероховатость, тем больше относительная поверхность теплоотдачи. В условиях, когда пограничная пленка не покрывает выступы шероховатости, движение жидкости на границе пограничной пленки ядра потока происходит по сложному лабиринту выступов. Особенно велик.эффект искусственной турбулизации получил Кох, применяя диафрагмовые вставки. Устройствоопытной трубы с диафрагмами показано на фиг. 111, 24. При обработке опытных данных при нагреве воздуха в трубе скорость принималась без учета сужения потока в диафрагмах, и коэффициент теплоотдачи относился к внутренней поверхности гладкой трубы. В трубе с дисковыми вставками диаметром и расстоянием между дисками к интенсивность теплоотдачи оказалась очень высокой. На фиг. III. 25 приведен график зависимости Nu/Nuo от т и ЬЧй по данным Коха. По оси ординат отложены отношения критерия Ыи для трубы с вставками к Ыи гладкой ПО [c.110]

Принимая, что высокая вязкость жидкости вызывается внутренним давлением, которое является результатом взаимного притяжения молекул, легко понять и причину высокого отрицательного температурного коэфициента вязкости 31 соответствия его величине самой вязкости. Что с повышением температуры очень сильно возрастает дезагрегирующее тепловое движение жидкости, видно из сильного роста давления при нагревании -лшдкости при постоянном объеме [дР1д1) , изменение другим способом внутреннего давления не должно бы быть велико в этих условиях, поскольку среднее межмолекулярное расстояние остается одним и тем же. Если нагревать жидкость без значительного увеличения внешнего давления, необходимого, чтобы поддерживать ее при постоянном объеме, ее термическое расширение, хотя сравнительно и небольшое, сильно понижает внутреннее давление, вследствие влияния межмолекулярного расстояния на притягательные силы (стр. 20—21). Это уменьшение внутреннего давления вызывает сильное понижение вязкости. Чем выше внутреннее давление, а следовательно, и [c.42]

Поскольку кругп1ые пузыри стремятся двигаться с большей скоростью, видимо, для каждой дайной системы существует предельный (максимальный) размер пузыря Dem, определяемый соотношением скоростей витания частицы и внутренней циркуляции газа (жидкости) в пузыре. В слоя.х нз крупных частиц величина Wb больше, поэтому в них выше устойчивость крупных пузырей. Заметим, что с позиций рассматриваемой теории понятно, почему добавление мелких частиц в слой крупных частиц заметно улучшает однородность псевдоожижения (см. ниже). В капельных жидкостях величина при прочих равных условиях обычно на два порядка ниже, чем в газах, поэтому крупные пузыри при восходящем движении в капельных жидкостях оказываются неустойчивыми. Такие пузыри в жидкостях могут существовать лишь в условиях достаточно больших величин Шв (например, для крупных или тяжелых частиц). Увеличение вязкости, а также удельного веса ожижающего агента, естественно, приводит к получению более однородных систем вследствие уменьшения размера пузырей. Высказанные положения иллюстрируются данными табл. 1.1, 1.2 и 1.3. [c.36]

При электролизе согласно представлениям Бруннера—Нерн-ста у поверхности электрода, помещенного в перемешиваемый раствор электролита, образуется некоторый диффузионный слой практически неподвижной жидкости. Внутри этого слоя, толщина которого б зависит от условий перемешивания, возникает градиент концентрации взаимодействующих с электродом частиц или продуктов этого взаимодействия. На внешней границе этого слоя их концентрация все время поддерживается равной концентрации в толще раствора электролита. На внутренней границе слоя (у электрода) концентрация минимальна и определяется скоростью электродного процесса. На рис. 26 показано распределение скоростей движения жидкости и падения кон-центрации по Бруннеру—Нернсту в приэлектродпом слое. [c.71]

Смачивание пористых тел. Смачивание в этих условиях имеет ряд особенностей. Рассмотрим теоретические представления, развитые Б. В. ДерягинымОсновные положения этой теории сводятся к следующему. Смачивание пористого тела происходит термодинамически обратимо, а свободная энергия системы освобождается в виде работы, которая полностью расходуется на преодоление внутреннего трения при движении жидкости в порах. Если [c.235]

Метод теории подобия позволяет не только решить в обобщенном виде некоторые задачи гидродинамики, имеющие большое практическое значение, но и произвести анализ условий движения потока. Рассмотрим силы, воздействующие на вязкую жидкость в принудительном движении по трубопроводу (внутренняя задача гидродинамики). Отрешаясь по ранее высказанным соображениям от действия си.чы тяжести, следует говорить только о вязкостных и инерционных силах. Величина давления (р) полностью определяется ими. Влияние вязкостных и инерционных сил на развитие потока и характер его движения проявляется по-разному. Вязкостные силы стремятся всячески препятствовать изменениям, которые М01ут произойти в движущемся потоке. [c.72]

Внутреннее трение. Оно обусловлено обменом количества движения между мельчайшими неделимыми частицами тел. В нормальных жидкостях, предста1вляющих собой индивидуальные химические соединения или смеси полностью взаимно растворяющихся индивидуальных химических соединений, а также в истинных (молекулярных) растворах твердых тел в нормальных жидкостях такими мельчайшими неделимыми частицами являются отдельные молекулы или их ассоциированные соединения. Внутреннее трение нормальных жидкостей представляет собой физическую константу, которую называют вязкостью. Внутренним трением обладают также дисперсии, которые не относятся к гомогенным однофазным системам. Внутреннее трение дисперсий, к которым принадлежат коллоидные растворы, эмульсии и суспензии, складывается из внутреннего трения дисперсионной среды и дополнительных сопротивлений, создаваемых элементами дисперсной фазы. Однако для такого рода систем внутреннее трение не является физической константой это суммарное проявление элементарных свойств, присущих каждой фазе в отдельности, и их взаимного влияния, чрезвычайно сильно зависящих от условий течения. По аналогии с вязкостью нормальных жидкостей внутреннее трение дисперсных систем также называют вязкостью, добавляя к нему определение аномальная , структурная , эффективная и т. д. Правильнее было бы сохранить название вязкость только для внутреннего трения тех тел, для которых оно является физической константой. Для тех тел, для которых внутреннее трение представляет собой переменную величину, изменяющуюся в различных условиях течения, предпочтительно говорить о внутреннем трении, как об общем понятии, определяющем суммарное со- [c.9]

Уравнение баланса и переноса тепла (11.11) решается вместе с системой уравнений гидродинамики (II.7)—(II.9). Внутренними источниками или поглотителями тепла q могут быть экзотермические или эндотермические сорбционные процессы, сопровождаю-пщеся выделением или поглощением тепла. В условиях движения вязкой жидкости происходит диссипация механической энергии [c.34]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология