Гидродинамика ламинарного перемешивания

Гидродинамика ламинарного перемешивания [c.495]

Вращающийся дисковый электрод широко используют при изучении кинетики электрохимических реакций, для исследования процессов электроосаждения и коррозии металлов, в аналитических целях. Так как все участки поверхности вращающегося диска одинаково доступны для диффузионных процессов, такое устройство выгодно отличается от других гидродинамических систем с принудительной конвекцией. Кроме того, существенно упрощается рассмотрение процессов массопереноса к поверхности испытуемого электрода. При быстром вращении дискового электрода вокруг оси жидкость, соприкасающаяся с центральными частями диска, отбрасывается центробежной силой к его краям. Вследствие этого около центра диска создается разрежение, и струя жидкости направляется из объема раствора к центру диска. Таким образом, точкой набегания струи жидкости становится центр диска. По мере удаления от центра диска возрастает линейная скорость движения жидкости. В соответствии с гидродинамикой при ламинарном режиме перемешивания у поверхности вращающегося диска образуется граничный слой постоянной толщины бгр с монотонным изменением скорости движения жидкости. Чем ближе к поверхности диска, тем меньше скорость потока и тем большее значение приобретает диффузия в подводе либо отводе продуктов реакции. В конечном итоге распределение концентрации реагирующих веществ у поверхности вращающегося диска обусловлено диффузией в потоке жидкости. Эта особенность становится понятной, если иметь в виду, что в случае непо- [c.74]

Применение восходящего или нисходящего потока сырья в реакторах со стационарным слоем катализатора в течение некоторого времени не базировалось на сколько-нибудь обоснованных теоретических соображениях, так как гидродинамика этих процессов была недостаточна изучена. Процесс предпочтительно проводить в условиях турбулентного режима, а не ламинарного, так как в этом случае уменьшается сопротивление массопере-даче диффузией. Однако было установлено, что даже в промышленных реакторах проточного типа наблюдается значительный разброс по продолжительности пребывания реагирующих молекул вследствие внутренней циркуляции и протекания части жидкого потока накоротко (проскальзывания) вместо идеального или поршневого режима [69]. Эти отклонения оказывают достаточно существенное влияние на процесс. Поперечное перемешивание влияет положи гельно, а продольное — отрицательно. [c.149]

На основе анализа оптимальных условий отвода реакционного тепла в шнековых аппаратах [48] может быть предложена методика определения оптимального режима работы аппаратов, для которых справедлива зависимость (206). Основные уравнения гидродинамики и теплообмена для этих условий процесса в ламинарной области перемешивания имеют вид [c.170]

В гидродинамике известны два основные вида вязкого течения ламинарное и турбулентное. Ламинарным (слоистым) называется такое движение, при котором траектории бесконечно малых объемов жидкости (газа) не пересекаются между собой и плавно огибают встречающиеся препятствия. При постепенном увеличении скорости потока характер течения меняется отдельные струйки газа начинают пульсировать, движение становится неравномерным и в потоке возникают вихри, которые перемещаются в различных направлениях и вызывают интенсивное перемешивание текущей жидкости. Такое движение называется турбулентным. Переход от ламинарного режима течения к турбулентному удобно наблюдать в опытах с движением подкрашенной жидкости, вытекающей из тонких отверстий в основной поток. При малых скоростях потока окрашенные струйки тянутся в виде тонких параллельных нитей. Когда же скорость достигает некоторого критического значения, струйки становятся волнообразными и, наконец, при еще больших скоростях полностью размываются. [c.32]

Б гидродинамике различают два основные режима течения ламинарное и турбулентное. Первый вид течения характеризуется слоистостью, линии потока параллельны направлению движения. При турбулентном течении в потоке образуются вихри, которые перемещаются в различных направлениях и вызывают интенсивное перемешивание текущей жидкости (газа). Только в непосредственной близости к стенкам омываемых тел, в пограничном слое , сохраняется ламинарное течение. Однако при очень сильной турбулизации потока и в пограничном слое возникают вихри и течение не является чисто ламинарным. Наличие пограничного слоя имеет большое значение для скорости внешнего массообмена. [c.212]

Для описания картины перемешивания расплава, по нашему мнению, можно привлечь представления гидродинамики о потоке жидкости в трубах [10]. Если поток жидкости в трубе протекает с малой скоростью, течение жидкости происходит в ламинарном режиме и распределение скоростей в сечении трубопровода подчиняется параболическому закону (закон Стокса). Увеличение скорости потока приводит к тому, что в центральной части трубы течение жидкости будет уже турбулентным, за счет чего скорости жидкости в значительной мере [c.22]

Как известно из гидродинамики движение жидкости может быть ламинарным и турбулентным. В первом случае движение частиц упорядочено скорости движения распределяются в движущихся слоях по определенным законам. Во втором случае движение хаотическое, происходит при переменных повышенных скоростях, в условиях перемешивания отдельных слоев жидкости. Однако при турбулентном движении вблизи стенки образуется тонкий слой, в котором сохраняется ламинарное движение. Этот слой называется пограничным, или пристенным, слоем. [c.125]

Критерий Рейнольдса характеризует вид течения и учитывает явление перемешивания частиц жидкости, вызываемого движением молекул. Течение может быть ламинарным и турбулентным. Ламинарное течение является устойчивым только до значения критерия Рейнольдса, равного Ке . =2300, которое называется критическим. Более высокие значения данного критерия наблюдаются при турбулентном течении, которое является стабильным, начиная с Не = 10". Ввиду того, что оба вида течени5кподчиняются различным законам теплопередачи и гидродинамики, которые сильно отличаются между собой, весьма важным при решении каждой задачи является первоочередное определение критерия Рейнольдса. [c.32]

Этот метод приводит к единственному виду последовательно уточняемых систем гидродинамических уравнений, когда известны по порядку величины характерные масштабы времен релаксационных процессов. Если же известны вероятности и сечения элементарных процессов для всех каналов релаксации, то могут быть вычислены и диссипативные коэффициенты. Знание диссипативных коэффициентов необходимо, например, при расчетах течений в химических лазерах, где активная среда создается за счет перемешивания вязких струй [47]. Они необходимы также при расчете потерь усиления в обычных ГДЛ, связанных с возникновением ламинарных или турбулентных следов за сопловыми решетками. Б общем случае уравнения релаксационной гидродинамики, полученные на основе кинетической теории газов, являются сложными для исследования. Исключением является класс движений газа, подчиняющийся теории многотемпературной релаксации, которая описывает практически важный случай течения многоатомных лазерных смесей на основе СОа [51]. В этом случае информация о микроструктуре течения, т. е. о распределении частиц по различным квантовым уровням, коэффициенте усиления и т. д., получается сравнительно легко, поскольку состояние релаксирую-щей среды полностью определено конечным числом макроскопических параметров (например, р, V, Т, Тг, где Т — температуры различных мод колебаний). Именно на основе теории многотемпературной релаксации получены те результаты, о которых говорится в этом докладе. [c.124]