Вертикальные профили течений

Распространение загрязнений в воздухе происходит в результате атмосферной диффузии, теоретические основы которой интенсивно развиваются в последние годы в связи с глобальной проблемой охраны окружающей среды [1, 6]. Имеется несколько групп факторов, определяющих пространственное поле концентраций загрязнений атмосферы [7]. К ним относятся такие характеристики источников загрязнений, как расположение их по поверхности земли, мощность и режим инжектирования примесей в атмосферу, физико-химических параметры загрязнений при выходе их из источников (например, скорость и температура выбрасываемых газов). Загрязнения переносятся воздушными течениями и путем диффузии, обусловленной турбулентными пульсациями воздуха. Для описания переноса загрязнений ветром необходимо иметь сведения о вертикальном профиле ветра при различных метеорологических условиях. [c.18]

Наблюдаются и суточные ритмы численности водорослей по вертикальному профилю в стратифицированных водоемах некоторые водоросли в темноте перемещаются вниз и возвращаются вверх в течение дня. В ясную погоду они скапливаются несколько ниже поверхности, в пасмурную -практически на поверхности. Цианобактерии распределены более равномерно в эвфотической зоне. [c.106]

В половозрелой стадии большинства насекомых существуют периоды, когда стремление к расселению начинает доминировать над остальными формами поведения. В это время происходят миграции. Миграция, по определению Ч. Джонсона [141],— устойчивый, обычно не прерывающийся для спаривания полет, характеризующийся определенной направленностью. Область вблизи поверхности земли, где насекомые могут контролировать направление полета, так как их скорость превышает скорость ветра, Л. Тэйлор [224] назвал пограничным слоем. В вертикальных профилях распределения насекомых большинства отрядов замечены перерывы, т. е. летающие насекомые, как полагает Л. Тэйлор, распределяются по высоте в зависимости от рассели-тельной тенденции. Поднявшись за пределы пограничного слоя, насекомое попадает в господствующее воздушное течение, с кото- [c.21]

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]

Другие, конфигурации. В работе [73] рассматривалось течение около горизонтального цилиндра и вертикального осесимметричного тела произвольного профиля при четырех указанных выше комбинациях Зс и Рг. Использовался метод решения, предложенный ранее теми же авторами [72] для расчета течений в условиях естественной термической конвекции. Короче го оря, решения для функции тока, температуры и концентрации отыскиваются в виде быстро сходящихся рядов, универсальных относительно профиля тела в заданном классе конфигураций. Используя первые члены рядов, что дает достаточно точные результаты для горизонтального цилиндра и вертикального осесимметричного тела, удалось получить асимптотические соотношения для напряжения трения, чисел Нуссельта и Шервуда. При Рг = Зс, как и прежде, влияния разности температур и разности концентраций можно считать просто аддитивными. Следовательно, результаты расчета характеристик теплообмена для таких тел, полученные в гл. 5, применимы и для соответствующих задач совместной конвекции, [c.385]

Результаты измерения характеристик турбулентного переноса в воде [153] показывают, что, используя только одно число Ра = Ог Рг, нельзя обобщить экспериментальные данные о положении начала области перехода. В первом экспериментальном исследовании [54], специально посвященном этому вопросу и проведенном при тех же самых условиях течения около вертикальной поверхности, нагреваемой в воде тепловым потоком постоянной плотности, определялась с помощью термопар при разных уровнях д" продольная координата х, соответствующая началу перехода к турбулентности в тепловом пограничном слое. Результаты измерений недвусмысленно подтвердили вывод о том, что полученные данные нельзя обобщить с помощью только числа Грасгофа Ог или С. Было установлено, что дополнительным параметром является величина д". Переходу к турбулентности в тепловом пограничном слое, который определялся по отклонению от ламинарного профиля средней температуры, соответствовало приблизительно одно и то же значение О 1x 1 [c.50]

В настоящее время имеется обширная информация о статистических характеристиках полностью развитых турбулентных течений около вертикальной поверхности. Кутателадзе [90], используя стробоскопический метод визуализации, измерял профили продольной составляющей средней скорости й и среднеквадратических значений турбулентных пульсаций в потоке этилового спирта около изотермической поверхности. Установлено, что резкий максимум профиля совпадает с максимумом профиля й. [c.57]

В последние годы для обшивки каркасов вентиляторных градирен (в основном малогабаритных и секционных) стали использовать длинномерные профили типа ЭПЛ-200, имеющие ширину 200 мм, толщину 1,5 мм и длину до И мм. Они изготовляются из материала на основе поливинилхлорида с добавлением стабилизаторов, модификаторов, смазок и других компонентов, в основном отечественного производства. Минимальная температура атмосферного воздуха, при которой могут применяться профили ЭПЛ-200, составляет -30 С. Стыковка профилей, прикрепляемых к каркасу вертикально, осуществляется при помощи имеющихся в их боковых гранях специальных пазов круглой формы в поперечном сечении. Однако из-за отсутствия достаточного опыта эксплуатации градирен с такой обшивкой в течение значительного времени выводы о пригодности работы ЭПЛ-200 в таком качестве делать преждевременно. [c.259]

Таким образом, для вертикального ламинарного гравитационного течения пленки без взаимодействия с газовым потоком характерен параболический скоростной профиль жидкости с максимумом на свободной поверхности (см. эпюру скоростей на рис. 2.24). [c.188]

В работе П. Л. Капицы [12] теоретически изучен вопрос о свободном течении тонких слоев вязкой жидкости под влиянием постоянной объемной силы по вертикальной плоскости и наружной стенке вертикальной трубы получено приближенное решение уравнения течения, которое показало, что волновой режим (30 50 < Re < 1500) является более устойчивым, чем ламинарный получена форма профиля волны, фазовая скорость и амплитуда изучен вопрос о взаимодействии газового потока с жидким получено значение критической скорости, при которой происходит захлебывание . [c.52]

Если на основании опытных данных подсчитать по формуле (2.19) значение Не для тех мест струй, где поток в описанных выше опытах становится турбулентным, то получим величины, примерно равные 150. Таким образом, критическое значение Не в данных случаях оказывается примерно в 10 раз меньше принятого критического значения. Этот результат нельзя считать неожиданным. Действительно, переход от ламинарного к турбулентному течению в конвективных потоках наблюдается при относительно малых значениях Не. Так например, турбулентный режим в конвективном потоке около нагретой вертикальной пластины наступает при Не — 400— 500 [151. Такие низкие критические значения объясняются особым видом профиля скоростей. Очевидно, что профиль скорости в конвективной струе, поднимающейся от пламени, такой, что критическое Не в данном случае оказывается особенно малым. [c.60]

При умеренном ветре дым от непрерывного точечного источника распространяется по ветру в виде длинного конического факела, расширяющегося в вертикальном и горизонтальном направлении по мере удаления от источника. Если смотреть сверху, то в некоторый произвольный момент времени факел имеет вид, показанный штриховкой на рис. 8.1. Он колеблется из стороны в сторону и в течение нескольких минут может покрыть площадь, заключенную между пунктирными линиями. Если произвести мгновенный отбор проб дыма в точках, расположенных вдоль прямой АВ, и построить кривую распределения концентрации в поперечном сечении факела, то получится кривая СОЕ с высоким пиком и узким основанием. Однако, если производится непрерывный отбор проб в тех же точках в течение нескольких минут, то поперечный профиль концентрации РСН становится значительно шире и ниже. В этой главе мы будем иметь в виду именно эти осредненные по времени значения концентрации. [c.272]

К ранним исследованиям гетерогенных течений в каналах можно отнести работы [7-12]. В основном они посвящены течениям со сферическими частицами в вертикальных трубах с массовой расходной концентрацией Мо 5. Подробный обзор работ, опубликованных до 1969 года, содержится в [11]. Типичным инструментом при проведении этих экспериментов были трубки Пито для измерения скорости несущего газа и различная фототехника для измерения скорости частиц. Проведенные исследования обнаружили влияние частиц на профиль осредненной скорости несущей фазы в случае массовой концентрации Мо > 1. Непосредственные измерения интенсивности турбулентности газа были невозможны. Правда, в [7] исследовалось поведение турбулентно сти газа в присутствии частиц при помощи диффузии газового ин дикатора. Эти измерения, действительные вблизи оси трубы, не установили какого-либо влияния частиц на интенсивность турбулентности. Тем не менее было показано, что лагранжев интегральный масштаб турбулентности гетерогенного течения уменьшается. [c.97]

Вертикальный профиль порозности получен Матуром и Гишлером [137] из наблюдений течения газа и твердых частиц с использованием двух различных методов, изложенных ниже [c.107]

Температура водоема подвержена сезонным и суточным колебаниям, а также меняется с глубиной, причем чем меньше скорость течения воды, тем выраженее эта разница. Расхождение температуры по вертикальному профилю водоема называется температурной дихотомией, а расположение воды слоями, имеющими разную температуру, - температурной стратификацией. Стратификация по вертикали обусловлена различной плотностью воды с неодинаковой температурой. Летом, когда верхние слои воды теплее нижних, наблюдается прямая стратификация. Для зимних условий характерна обратная стратиГфикация температур, при которой теплее нижние слои. Наиболее выражена температурная стратификация в стоячих водоемах озерах и водохранилищах глубиной не менее 10-12 м. [c.78]

Одной из наиболее важных характеристик качества воды, обсуждаемых в главе 2, является ее температура и в особенности вертикальный профиль температуры, т. е. распределение температуры по глубине водоема. Хотя в течение зимы чаще всего имеют место лишь незначительные изменения температуры с глубиной, летом во многих озерах мира возникает вертикальная температурная стратификация вода оказывается разделенной на два существенно различных горизонтальных слоя, из которых верхний слой (эпилимнион) на несколько градусов теплее, чем нижний (гиполим-нион). Следующим лимнологическим параметром, меняющимся с глубиной, является прстулление солнечной энергии. В соответствии с законом Бэра, интенсивность проникающего света экспоненциально падает с глубиной вследствие чего необходимые для [c.17]

При неодинаковой температуре в сечении возникает естественная конвекция и создается подъемная сила. Это влияет на п[)офиль скорости, причем характер изменения профиля скорости зависит от того как расположена труба, вертикально или горизонтально, и совпадают ли направления свободного и вынужденного движений или они противоположны. Для вертикальной трубы в случае совпадения направлений свободного и вынужденного течений (при охлаждении капельной жидкости и подаче ее сверху или нагреве жидкости и подаче ее снизу) у стенки трубы скорость возрастает, а в центре уменьшается (рис. 1.7, а). В случае противоположно направленных свободного и вынужденного течений (при охлаждении капельной жидкости и подаче ее снизу или нагревании жидкости и подаче ее сверху) скорость у стенки трубы становится меньше, а в центре больше (рис. 1.7, 6). [c.21]

Картина течения дополняется также приведенными на рис. 6.3, а, 6.3, б профилями горизонтальной и у) и вертикальной и(у) составляющих скорости при Ве = 1000. Значения х, которым соответствуют кривые, можно получить, умножая величину к на номер кривой. Здесь особенно отчетливо видно, что это течение в целом не может быть описано в рамках только уравнений пограничного слоя. Однако непосредственио у движущейся крышки выделяется узкая зона, имеющая характер пограничного слоя (по при довольно сложном течении на его внешней гранпце). Характерным для достаточно больших чисел Не является линейное распределение скорости и (у) в ядре. [c.198]

Па рис. 6.4, а, б приведен один из результатов расчета поля скорости в канале при числе Ке = 1000. Равномерная расчетная сетка содержала 17 X 78 узлов соответственно по осям координат х, у. Значения итерационных параметров о = т = 0,5. Профили горизонтальной скорости и(у) и вертикальной v(y), приведенные на рис. 6.4, а, б, соответствуют различным расстояниям от входа в канал координату X для каждого профиля можно получить, умножив величину щага к = 0,5 на номер, соответствующий кривой. Непосредственно вблизи входа в канал (кривые 1—5) в поле течения различаются пограничный слой и ядро с постоянным значением горизонтальной скорости. На выходе из расчетного участка профиль горизонтальной скорости соответствует развитому плоско-параллельному течению в канале (6.6.7), которое реализуется в результате объединения пограничных слоев, развивающихся на стенках канала. В отличие от приближения пограничного слоя (гл. 5), в данном случае возможно описание всего поля течения, вк.пючая начальный участок и взаимодействие пограничного слоя и основного течения. Последнее в данном случае невелико, поэтому длина участка стабилизации Ьс/Е определяется достаточно точ-но и в рамках приближения пограничного слоя. Заметим, [c.202]

Рис. 20. Распределение коррозии по периметру поперечного сечения профилей из сплава АМгбВМ при коррозии в нефтяном резервуаре в течение 11 мес а—ы — паровоздушная среда, горизонтальное расположение профилей б — паровоздушная среда, вертикальное расположение профиля — жидкая среда. Цифрами на эпюрах обозначена общая коррозия, мг.

Интегральный метод можно распространить на течение, примыкающее к неизотермической вертикальной поверхности. Спэрроу [98] рассмотрел степенные законы изменения плотности теплового потока и температуры на поверхности. Трайбус [111]-исследовал произвольный закон изменения плотности теплового потока q" x) и получил следующие дифференциальные уравнения для б и I7, соответствующие профилям (3.13.3) [c.165]

Для вертикальных труб, поддерживаемых при постоянной температуре, теплопередача за счет смещанной конвекции в жидкости, подчиняющейся степенному закону, с первоначально полностью развитым профилем скорости была исследована как теоретически, так и экспериментально [27]. При этом рассматривалось только сопутствующее (вторичное) течение. Были построены графики расчетных зависимостей чисел Нуссельта для л = 0,2, 0,5, 1,0 и 1,5 при различных значениях <ЗгЬе/Ке в диапазоне чисел Прандтля 1—1000. Подвергались исследованию также расположение и величина максимального возрастания среднего числа Нуссельта, обусловленного действием естественной конвекции. Анализ показал, что во всех случаях указанный [c.448]

Проводились также исследования взаимодействия процессов излучения и конвекции для не серых излучающих жидкостей. Так, использовались некоторые предельные формы излучения для приближенного нахождения профилей спектра излучения в газах [И]. В работе [67] для той же задачи и не серых газов применялся метод локальной неавтомодельности. Анализ излучения в жидкостях играет важную роль в разработке технологии производства стекла, при проектировании бассейнов солнечных энергетических установок, а также при расчетах противоава-рийных оболочек ядерных реакторов. В работе [7] исследовалось поглощение по всей полосе частот для случая поглощающих и излучающих жидкостей. Используя методы локальной неавтомодельности, авторы этой работы провели расчеты взаимодействия излучения и конвекции в жидком пограничном слое при течении четыреххлористого углерода около вертикальной поверхности с заданным постоянным тепловым потоком. Теоретические кривые, иллюстрирующие влияние излучения на температуру поверхности ф 0, ) и на градиент температуры на стенке (0, I), представлены на рис. 17.6.3. Тут же для сравнения представлен случай, когда тепловое излучение пренебрежимо мало, т. е. е = 0. Здесь — местная неавтомодельная переменная, зависящая от X, ф—безразмерная местная температура и фг,— температура в отсутствие излучения. Как и ожидалось, при возрастании Ёш, а также по мере продвижения вниз по потоку влияние излучения сказывается все в большей и большей степени. [c.489]

Горизонтальные стенки. Свободно-конвектив ные потоки в жидкости, заключенные между двумя шарал-лельными горизонтальными пластинами, не имеют ме-ста в случае, если температура верхней пластины выше температуры нижней. Тепло течет в этом случае от верхней к нижней пластине, и температура в жидкости постоянна в горизонтальных слоях, возрастая в вертикальном направленпи. В обычной жидкости, для которой плотность уменьшается с ростом температуры, указанное температурное поле обусловлено тем, что слои меньшей плотности расположены над болсс плотными состояние вполне стационарное и конвективных течений ие вызывает. Тепло будет переноситься только теплоироводностью (не считая радиации), и температурный профиль будет линейным. Это положение может быть нарушено только вблизи края пластин. [c.404]

Таким образом, в результате вязкость суспензии вблизи стенки меньше, чем вблизи оси трубы (где с выше). Это вызывает притупление профиля скорости течения по трубе (Карнис, Голдсмит и Мейсон [57]). Сетре и Зильбер-берг [76, 77], Сегре [75], а также Джеффрей и Пирсон [52] отмечали, что при достаточно высоких числах Рейнольдса потока суспензии частицы имеют тенденцию к формированию групп . Следовательно, при наличии миграции по направлению к стеШ№ трубы (что имеет место, когда менее плотная частица находится в восходящем потоке), частицы группируются в вертикальные колонны, внутри которых они располагаются регулярным образом. [c.124]

Кипение хладагента в пластинчатом испарителе происходит в щелевом канале сложного профиля с малым эквивалентным диаметром. Экспериментальные исследования при кипении фреонов и аммиака в гладких и гофрированных вертикальных щелевых каналах [1,2, 37, 46, 55, 78, 115] показали, что для каналов с шириной щели, соизмеримой с отрывным диаметром пузырька пара, D о (O <2 мм), характерен ряд особенностей. С позиций гидродинамики двухфазного потока можно отметить некоторое отличие форм и значительное отличие границ режимов течения в каналах в срав-н ении с круглыми трубами. [c.168]

В турбулентной области течения пленки (Ке > Кекр) тепло от стенки передается орошающей жидкости как молекулярной теплопроводностью, так и путем перемешивания пленки под действием волн. Для установления характера передачи тепла необходимо прежде всего определить особенности распределения температуры по поперечному сечению пленки, гравитационно стекающей по вертикальной поверхности, в зависимости от плотности орошения и длины пробега пленки. Профиль температур впервые теоретически изучался А. Е. Даклером [132], который предполагал, что в интервале значений критерия Рейнольдса Ке, имеющих место на практике, нельзя пренебречь как размером части пленки, движущейся турбулентно, так и размером той ее части которая движется ламинарно. При этом допускалось, что ни один из этих двух видов движения не существует в пленке в чистом виде и, кроме того, у значительной части пленки всегда наблюдается переходной режим движения. Тогда тепловой поток в произвольной точке у поперечного сечения пленки [c.67]

Варианты постановки этой задачи рассматривали Ринтел [294], Огу-ра и Кондо [295], Вайтхед и Чен [292]. В частности, Огура и Кондо проанализировали различные случаи, когда верхняя — устойчивая — область имеет конечную или бесконечную глубину. Они подробно исследовали зависимость критических значений параметров и структуры течений от отношения толщин устойчивого и неустойчивого подслоя и от отношения температурных градиентов в этих слоях. Оказалось, что при умеренных значениях отношения фадиентов по мере роста толщины устойчивого слоя возрастает число узлов собственной функции fi(z), описывающей профиль вертикальной компоненты скорости. Это означает, что в достаточно толстых слоях над каждой конвективной ячейкой, порожденной неустойчивостью нижнего подслоя, образуется одна или больше дополнительных ячеек, которые имеют то же волновое число, что и первичная ячейка. Дополнительные ячейки, обычно называемые про-тивоячейками, создаются первичными ячейками при посредстве вязких сил, которые увлекают жидкость, находящуюся выше. Поэтому в последовательности расположенных друг над другом ячеек направления циркуляции жидкости чередуются. [c.199]