Скорость жидкости вблизи границы раздела

Распределение продольной составляющей скорости жидкости вблизи границы раздела фаз [c.12]

Представляют интерес методы решения указанной системы уравнений. Первый алгоритм основан на методе квазилинеаризации, заключающемся в том, что на каждой итерации линеаризованная система дифференциальных уравнений аппроксимируется разностными уравнениями. В результате этого получается система линейных алгебраических уравнений, которая решается сочетанием итеративного метода и метода прогонки. Этот алгоритм применим при значениях 7 л<30. При Ял>30 рекомендуется алгоритм, основанный на представлении о том, что при высокой скорости химической реакции А с В концентрация компонента Л в жидкости вблизи границы раздела очень быстро приближается к нулю. Тогда концентрация хемосорбента в этой зоне может быть принята постоянной и равной концентрации на поверхности раздела, т. е. В = Вр, что позволяет получить [c.81]

Обычно эта скорость испарения намного больше [3,5 кмоль/(м - -с) при норка.пьных давлении и температуре] скорости, реализуемой в технических устройствах. Именно поэтому при описании испарения и конденсации обычно используется предположение о фазовом равновесии вблизи границы раздела газ — жидкость. Однако при испарении в вакуум или в случае интенсивного нестационарного испарения, например при вскипании, это допущение может оказаться и неверным. [c.71]

В аппаратах различного типа, в том числе барботажных и струйных, силы трения на свободной поверхности, как правило, невелики, что позволяет допустить постоянство продольной скорости жидкости гюх вблизи границы раздела, особенно если учесть, что при больших числах диффузионного критерия Ргж толщина диффузионного слоя много меньше гидродинамического [2]. [c.12]

Совместное течение газа и жидкости в горизонтальной трубе (см. 2.4) связано с образованием двух ламинарных пограничных слоев вблизи границы раздела фаз. При больших значениях продольной координаты х имеет место асимптотическое течение (см. рис. 2.10) с профилем скорости, не зависящим от х. [c.100]

Тот же принцип использован в кристаллизаторе, который состоит из вертикальной трубки, содержащей две несмешивающиеся жидкости, поддерживаемые при различных температурах двумя раздельными нагревателями, что создает резкий температурный градиент на границе раздела [38, 50]. Простой кристаллизатор этого типа представлен на рис. 11. Для твердых веществ, плавящихся ниже 80°, верхней фазой может быть минеральное масло, а нижней — вода. Для веществ, плавящихся при температурах до 225°, верхней фазой может быть силиконовое масло, а нижней — глицерин, причем в случае твердых тел с плотностью меньшей, чем плотность нижней фазы, трубка должна быть нагружена. В таких двухфазных банях можно получить очень резкие температурные градиенты. Если верхняя фаза (силиконовое масло) находится при 230°, то температурный градиент вблизи границы раздела составляет около 50° на 1 см. Положение градиента строго постоянно, и с подходящими трубками можно получить монокристаллы при скорости движения 1—3 мм час. [c.175]

Взаимодействие с дегазирующей жидкостью молекул ОВ, диффундирующих из образованного ими поверхностного слоя, приводит к снижению концентрации дегазирующего вещества вблизи границы раздела фаз. Вследствие этого возникает постепенно расширяющаяся зона перепада концентрации дегазирующего вещества, что, в свою очередь, вызывает непрестанное удлинение пути, проходимого диффундирующими молекулами ОВ и дегазирующего вещества. Влияние этих факторов особенно проявляется при низких температурах, когда резко снижается скорость растворения, тормозится процесс диффузии и уменьшается скорость химических реакций. [c.296]

В первых работах, посвященных исследованию движения мелких пузырьков, силу сопротивления вычисляли по обычной формуле Стокса. Однако еще Релей указал, что наличие тангенциального дви жения вблизи границы раздела жидкость — газ должно изменить распределение скоростей в жидкости при движении в ней газового пузырька по сравнению с движением (с той же скоростью) твердого шарика. Вопрос о движении газового пузырька тесно связан с во- [c.432]

Если рассмотреть движение жидкости вблизи поверхности пузырька, т. е. вблизи границы раздела жидкой и газовой фаз. то сразу становится ясным, что условия движения вблизи этой границы существенно отличаются от движения вблизи границы жидкость — твердое тело. Поскольку на границе раздела жидкость — газ возможно любое тангенциальное движение жидкости на поверхности пузырька, касательная слагающая скорости здесь не обращается в нуль. На первы]. взгляд может показаться, что обтекание газового пузырька происходит так же, как обтекание тела, погруженного в поток идеальной жидкости. Иными словами, можно считать, что существование вязкости в реальной жидкости никак не сказывается на обтекании газового пузырька. Однако в действительности это не так. При обтекании пузырька на границе раздела фаз должны оставаться непрерывными тангенциальные слагающие тензора напряжений. Если пренебрегать плотностью газа и его вязкостью по сравнению с плотностью и вязкостью жидкости, то на границе пузырька должны выполняться условия [c.435]

Здесь — скорость подвода тепла к поверхности конденсации Тр — так называемая точка росы для пара, находящегося вблизи твердой поверхности, т. е. такая температура, при которой пар конденсируется, если он медленно охлаждается при заданном давлении. Эта температура совпадает с температурой жидкости на границе раздела пар — пленка. Таким образом, величину а , описываемую соотношением (13.63), можно считать коэффициентом теплоотдачи в жидкой фазе на границе раздела жидкость — пар. [c.392]

Заметим, однако, что указанный в табл. 8.1 коэффициент массопередачи, для слабо щелочных растворов карбоната и бикарбоната натрия, несмотря на присутствие ионов гидроксила в данных растворах, меньше коэффициента, найденного для воды. Скорость реакции не столь велика, чтобы растворенные молекулы СО2 могли прореагировать в тонком слое вблизи границы раздела фаз по этой причине для протекания реакции может потребоваться весь объем потока жидкости. Более низкий, чем для воды, коэффициент вызывает сомнение, поскольку вязкость раствора несколько выше, что должно приводить к снижению коэффициента диффузии для СО2 и к уменьшению растворимости свободного диоксида углерода в солевом растворе. [c.337]

В ряде случаев влияния поверхностного сопротивления можно избежать. При некоторых условиях вблизи границы раздела фаз в жидкостях возможно самопроизвольное возникновение конвективных потоков, приводящее к значительному повыщению коэффициентов массоотдачи (от 3 до 10 раз). Это объясняется появлением на межфазной границе локальных градиентов поверхностного натяжения, зависящего от температуры или концентрации переносимого вещества. Такое явление (поверхностная или межфазная турбулентность), называемое также эффектом Марангони, обусловлено потерей системой гидродинамической устойчивости. Межфазная поверхность стремится перейти к состоянию с минимумом поверхностной энергии, в результате чего расширяется область с низким коэффициентом поверхностного натяжения а. Заметим, что межфазные поверхности могут терять свою устойчивость только, если при протекании массообменных или тепловых процессов происходит локальное изменение коэффициента поверхностного натяжения а так, что он убывает с ростом температуры или концентрации. В противоположном случае (или, например, противоположном направлении переноса) межфазная неустойчивость, как правило, не возникает. Этот факт подтверждают экспериментальные и теоретические исследования скоростей абсорбции и десорбции слаборастворимых газов водой [43]. [c.352]

На границе раздела фаз вследствие неоднородности состава и температуры поверхности могут возникать локальные касательные напряжения, вызванные силами поверхностного натяжения, и может измениться поле скоростей вблизи поверхности и даже в объеме жидкости, что обусловлено действием вязких сил. Это явление получило название нестабильности поверхности или соответственно концентрационно-капиллярной конвекции (эффект Марангони) и термокапиллярной конвекции. При определенных условиях нестабильность развивается в стационарную поверхностную конвекцию при этом движение жидкости в целом является устойчивым. [c.92]

На рис. 107 приведена зависимость скорости счета медленных нейтронов от положения счетчика относительно уровня жидкости в емкости. Нулевая точка выбрана произвольно вблизи дна емкости. Горизонтальная прямая изображает уровень жидкости в емкости. Если счетчик находится над уровнем жидкости, скорость счета медленных нейтронов мала. По мере приближения счетчика к уровню жидкости скорость счета изменяется в сравнительно небольших пределах. При пересечении границы раздела фаз скорость [c.216]

Для нормальной работы отстойника непрерывного действия необходимо, чтобы скорость, с которой твердая фаза проходит через каждую зону, была бы достаточно большой. В верхней части отстойника суспензия очень разбавлена и осаждение идет очень быстро. У самого дна плотность и концентрация твердой фазы достигают предельно высоких значений. Даже если скорость осаждения каждой частицы мала, производительность по твердой фазе на единицу поверхности осаждения в нижней зоне будет выше, чем в середине или в верху аппарата. Таким образом, опыты показывают, что скорость снижения границы раздела суспензия — осветленная жидкость определяется не верхним слоем (в котором процесс осаждения не установившийся), а так называемым лимитирующим слоем, возникающим вблизи зоны уплотнения. [c.138]

Детальное экспериментальное изучение кинематики течения в области фронта проведено в работе [265]. Авторы использовали установку, схема которой показана на рис. 4.44. Над поверхностью алюминиевого поршня в прозрачной полости находится исследуемая жидкость. Под действием мотора стенки полости опускаются вниз и в столбе жидкости возникают три различные области течения. Вблизи свободной поверхности имеет место уже обсуждавшийся в разд. 2.11 фонтанный эффект. Соответственно перед движущейся границей имеет место обратный фонтанный эффект. Так, если рассматривать движение в канале двух жидкостей с разной плотностью, когда одна толкает другую и играет роль поршня (такой случай изучался экспериментально и теоретически в работе [256]), и представить, что граница раздела стационарна, стенки формы движутся с определенной скоростью, то траектории движения частиц, соответствующие прямому и обратному фонтанному эффекту, будут иметь вид, изображенный на рис. 4.45. Вторая область — развитое течение в основном объеме и третья — циркуляция вблизи поверхности алюминиевого поршня. [c.164]

Эти системы являются более сложными, чем системы жидкость — газ, поскольку в них не исключена возможность протекания реакции как на границе раздела, так и в части объемов обеих фаз. Как уже указывалось, для локализации места реакции вблизи (или на) поверхности раздела фаз скорости реакции образования макромолекул должны быть большими, а процессы массопереноса в зону реакции мономеров должны быть медленными. Типичным примером поликонденсацни с очень высокими константами скорости [до 10 —10 л/(моль-с)] является взаимодействие алифатических диаминов с дихлорангидридами карбоновых кислот. Эти и другие высокоскоростные реакции имеют ряд общих особенностей они сильно экзотермичны (до 250—300 кДж/моль) и имеют низкие энергии активации (от 4,2 до 42 кДж/моль). [c.191]

Компонента скорости Уу, направленная перпендикулярно границе раздела фаз жидкость—твердое тело, на которой движущаяся фаза неподвижна, и вид зависимости Гу от расстояния у от стенки и от Ке существенно влияют на гидравлическое сопротивление, оказываемое стенкой, теплообмен и массообмен между фазами. Поэтому начиная с 40-х годов нашего века гидродинамика вблизи стенки стала предметом пристального внимания теорети- [c.63]

Однако произвол в задании величины v приводит к тому, что при достаточной скорости течения жидкости градиент концентрации, удовлетворяющий уравнению (3. 25), становится пренебрежимо малым (но не равным нулю). Это, очевидно, не может иметь места вблизи межфазной поверхности, где скорость течения падает до нуля. Таким образом, градиент концентрации вблизи границы фаз, удовлетворяющий (3. 25), должен увеличиваться по мере уменьшения v. Но с увеличением градиента должен увеличиваться и диффузионный поток. Поэтому начиная с некоторого расстояния от границы диффузионный механизм переноса может стать сравнимым с конвекционным и уже не может быть отброшен. Здесь находится область так называемой конвективной диффузии, подчиняющейся уравнению (3. 9). Для этого уравнения общего решения дать нельзя вид уравнения зависит от распределения скоростей в пограничном гидродинамическом слое, а это раснределение в свою очередь зависит от режима течения жидкости (ламинарного или турбулентного), геометрической формы и свойств поверхности раздела. [c.230]

В соответствии с рассматриваемой схемой течения наиболее вероятное (среднее) положение границы раздела между зонами ускоренной и замедленной жидкости (пунктирная линия на рис. 2.19 в) должно соответствовать расстоянию от стенки, при котором мода распределения f u ) совпадает с математическим ожиданием сигнала и = и — и = 0). При этом коэффициент асимметрии А должен быть равен нулю. Из рис. 2.186 следует, что это расстояние от стенки соответствует толщине вязкого подслоя л. которая четко определяется по точке пересечения линейного (вблизи стенки) и логарифмического или степенного (в ядре пограничного слоя) законов распределения средней скорости [2.17] (см. рис. 2.18с). [c.124]

Рост пузыря в бинарной системе. Рост пузыря в однокомпонентной системе ограничен скоростью, с которой теплота может подводиться к границе раздела для обеспечения скрытой теплоты испарения. Однако в бинарной смеси жидкостей подобное ограничение также возникает а результат-е того, что жидкость вблизи границы раздела пузыря обедняется более летучим компонентом 6]. Для продолжения парообразования и роста пузыря более летучий компонент должен 1еперь диффундировать из объема жидкости через область, обедненную им. Это видно из диаграммы, представленной на рнс. 6. Сначала в объеме жидкости содержится массовая доля Хд более летучего компонента, который перегрет иа величину (до точки ) над температурой кипения, соответствующей начальному состану жидкости Т(Хо) (точка О). На границе раздела пузыря массовая концентрация более летучего компонента в жидкой фазе уменьшается до х (точка А), тогда как состав пара в пузыре равен у (точка В). Соответствующее повышение температуры насыщения на поверхности пузыря [7 (л )—Т Ха)] обозначено ДГ. [c.414]

Лично автор склонен думать, что эта теория имеет наибольший интерес в случае процессов жидкостной экстракции, сопровождающихся химической реакцией [16]. Действительно, когда приведены в контакт две жидкости, то более вязкая жидкость (или жидкость, диспергированная в виде очень мелких капель) ведет себя как твердое тело в том смысле, что относительное движение двух фаз происходит полностью или главным образом за счет высоких градиентов скорости в менее вязкой фазе, вблизи границы раздела фаз. Если реакция протекает в менее вязкой фазе, то процесс близок по условиям, допущенным в упомянутой выше теории. В качестве примера можно привести алкилирование сжиженного нефтяного газа в сернокислотных реакциях [17]. В работе Ритема и Мееринка [16] представлена довольно полная обработка экстракции жидкость — жидкость с химической реакцией. [c.116]

Причиной интенсивного движения кристаллов парафина у границы раздела является, очевидно, броуновское движение. Характер движения кристаллов и их скорости у границы мениска керосин— его насыщенные пары и керосин — вода можно объяснить конденсацией паров керосина у границы раздела. Скорость броуновского движения кристаллов ТаблицяЗО парафина с повышением температуры возрастает из-за уменьшения их размеров и увеличения средней скорости движения молекул растворителя. Вблизи границы раздела движение кристаллов становится несколько упорядоченным, а у границы раздела жидкость — насыщенные пары — переменно-ускоренным. [c.138]

При известном распределении коэффициента турбулентной диффузии в жидкости 1)т вблизи границы раздела фаз можно рекомендовать альтернативный вариант учета влияния турбулентности на скорость массопередачи с химической реакцией (разд. 1.4). Подобное направление развито М. X. Кишиневским и А. Ф. Туришевым [18, 61], а за рубежом — О. Сенделлом с сотрудниками [19—21]. Последние разработали метод расчета массопередачи с необратимой химической реакцией первого и второго порядков с учетом коэффициента турбулентной диффузии /)т. [c.46]

Химическая реакция, изменяя концентрации реагирующих веществ и температуру поверхности, влияет тем самым на величину поверхностного натяжения. Увеличивается вероятность возникновения флуктуаций состава и температуры на поверхности жидкости, поскольку в этом случае поверхность формируется из нескольких компонентов, число которых может заметно превышать число компонентов при физической массопередаче. Учитывая также высокую скорость протекания массообменных процессов с химической реакцией, следует ожидать при хемосорбции весьма специфичного проявления эффекта поверхностной конвекции по сравнению с физической массопередачей. Особенно это касается процессов массопередачи с необратимой химической реакцией. Как правило, такие процессы существенно неравновесны это позволяет высказать предположение о том, что отклонение подобных систем от равновесия во многих случаях превышает критическую величину. По Эбелингу [104] это является одним из необходимых условий для возникновения и развития упорядоченных конвективных структур вблизи границы раздела фаз. [c.99]

Введем упрощающее предположение о том, что на границе раздела двух фаз существует тонкий слой, в котором условия массопередачи отличаются от существующих вдали от этой границы. Это отличие обусловленс изменением характера течения вблизи границ раздела которое наблюдается, например, при течении жидкосте по трубам, при обтекании жидкостями и газами тверды тел. В рассматриваемом случае перенос вещества чере такой пограничный слой толщиной А является наиболе медленной стадией процесса растворения. Если прибли женно принять, что концентрация растворяющегося веще ства в пограничном слое уменьшается пропорциональ расстоянию от границы, то скорость процесса можно вы разить уравнением Фика. Скорость растворения ш в этог случае будет равна скорости диффузии, или величин диффузионного потока через поверхность раздела твер дое тело — жидкость. Если эта поверхность равна 3, т [c.192]

Рассматривая постепенное возрастание скорости растворения газа в химически реакционноспособной жидкости при постепенном повышении реакционной способности можно убедиться, что, как следует из табл. 8.1, на скорость растворения оказывает влияние несколько факторов. Во-первых, при исчезающе малых значениях константы скорости реакции жидкость становится насыщенной физически растворенным и непрореагировавшим газом тогда аппарат работает в условиях, когда химический процесс далек от завершения. Во-вторых, при промежуточных значениях скоростей реакции, приходящихся на единицу объема раствора, вся масса жидкости оказывается доступной для химического взаимодействия, в растворе накапливается небольшое количество непрореагнровавшего газа, и скорость абсорбции становится пропорциональной суммарному количеству жидкости, находящейся в аппарате. Наконец, при очень быстрых химических реакциях коэффициент массопередачи возрастает, поскольку процесс протекает вблизи границы раздела фаз, где диффузия носит критический характер в таком случае скорость растворения оказывается пропорциональной полной поверхности, развитой в аппарате, а не объему жидкости. [c.337]

На рис. 8.5 показаны варианты кривых распределения концентраций вблизи границы раздела газ — жидкость в области, где взаимодействуют Л и В. Из рисунка видно, что здесь концентрация компонента В несколько снижается вследствие того, что он расходуется при протекании реакции. Около границы раздела фаз, однако, угол наклона кривой дВ1ди равен нулю, поскольку компонент В не диффундирует за пределы жидкости. Падение его концентрации должно быть более или менее равным снижению концентрации компонента А, деленному на число молей V. Теперь предположим, что начальная концентрация компонента В, равная Вц, так велика в сравнении с наибольшей концентрацией компонента Л, равной что разность концентраций компонента В составляет лишь небольшую долю от концентрации В . Тогда с хорошим приближением в дифференциальном уравнении для компонента А можно заменить переменную концентрацию компонента В на постоянную величину В . При таких условиях уравнение станет линейным и будет практически тем же выражением, которое решали при нахождении уравнений (8,12) и (8.13). Следовательно, эти уравнения можно использовать, если константу скорости химической реакции первого порядка заменить на псевдоконстанту реакции первого порядка кцВ . В частности, если произведение кцВ(,1 существенно велико, то коэффициент массоотдачи компонента А определяется из уравнения [c.356]

Распространение внутренних гравитационных волн вблизи границы раздела слоев тяжелой и легкой жидкостей (рис. 12.4) определяется обычной потенциальной теорией. На стационарную картину волн, распространяюшихся по границе раздела слоев, турбулентность не оказывает влияния, пока фронт турбулентности не войдет в непосредственную окрестность границы раздела слоев. Дело в том, что поле скоростей волнового движения быстро (экспо- [c.216]

Другая теория, весьма близкая к взглядам Нернста, была предложена-Лэнгмюром [2]. Для поверхности раздела твердое тело — жидкость Лэнгмюр также постулировал неподвижность пленки, в которой сосредоточено основное сопротивление массопередаче. Для систем жидкость — газ он предполагал лищь отсутствие относительного движения жидкостной и газоЬой пленок, допуская при.этом возможность строго ламинарного движения (с однородным профилем скоростей) в направлении, параллельном поверхности раздела. Это предположение не изменило основных выводов пленочной теории. Х отя гипотеза о неподвижных пленках и вытекающий из нее вывод о линейной зависимости между коэффициентами массоотдачи и молекулярной диффузии оказались неверными, пленочная теория сыграла пoлoжиteльнyю роль в развитии представлений о мас-сообмене. Предположение об особом значении процессов, происходящих в тонком слое вблизи поверхности раздела фаз, допущение о наличии термодинамического равновесия на границе раздела фаз, а также вывод этой теории об аддитивности диффузионных сопротивлений — в большинстве случаев сохраняют свое значение и в настоящее время. [c.169]

Существование в вязком подслое турбулентных пуЛ1>саи.ий и их постепенное затухание с приближением к межфазной границе имеют принципиальное эваче-, ние для проблемы массопередачн, особенно в тех случаях, когда процесс массо-пгредачи лимитируется переносом в жидкой фазе. Действительно, поскольку а жидкостях коэффициент молекулярной диффузии обычно значительно меньше коэффициента кинематической вязкости, турбулентные пульсации, несмотря на свое достаточно быстрое затухание в вязком подслое, дают заметный вклад в массовый поток вещества к границе раздела фаз. Влияние пульсаций на массоперенос становится пренебрежимо малым лишь в пределах так называемого диффузионного подслоя, толщина которого для жидкостей мала по сравнению. с толщиной вязкого подслоя. Скорость межфазного массообмена существенно зависит от характера изменения эффективного коэффициента турбулентной диффузии Pt вблизи межфазной границы. Если предположить, что функция Dt (у) достаточно хорошо описывается первым членом разложения в ряд Тейлора [c.177]

Модель тур>булентного пограничного слоя описывает перенос между фиксированной границей раздела и турбулентным потоком жидкости (газа). Для определения плотности потока в-ва используют выражение (3), пренебрегая конвективным М. По известному значению потока и разности между средней концентрацией и концентрацией вблизи стенки вычисляют р. Так, применение этой модели к массоотдаче от твердой сферич. частицы, взвешенной в турбулентном потоке жидкости, позволяет получить р = 0,2678с (еу) , где е-скорость диссипации энергии, в Вт/кг. Ур-ние справедливо для частиц с диаметром 1 > 100 мкм. Осн. трудность заключается в определении зависимости от расстояния от стенки у (в м). Обычно принимают у или у. Предложено много эмпирич. и полуэмпирич. зависимостей для определения [c.655]

Во многих случаях процессы растворения осложняются выделением мешающих фаз. Это происходит при химическом и рлектрохи-мическом взаимодействии твердого вещества с раствором. Выделяющиеся в результате реакций твердые, жидкие или газообразные продукты могут оказывать существенное влияние на условия процесса вбли.зи границы раздела вещество — жидкость Жидкие растворимые продукты реакции в меньшей степени влияют на процесс взаимодействия. Твердые продукты значительно затормаживают скорость процесса, особенно если они осаждаются на реакционной поверхности. Газообразные продукты, с одной стороны, способствуют хорошему перемешиванию вблизи поверхности реакции, а с другой стороны, изолируют ее от жидкого реагента. Ниже эти вопросы рассмотрены более подробно. [c.9]

Приближенное теоретпч. рассмотрение электроосмоса можпо провести следующим образом. Пусть жидкость, содержащая ионы (напр., р-р электролита), находится в капилляре радпуса R. На границе раздела фаз вдоль стенок капилляра существует двойной электрич. слой с эффективной толщиной диффузной части d. Предполагается, что d< R. Вблизи стеикп скорость течения жидкости равна нулю, а с той стороны двойного слоя, к-рая обращена к р-ру, эта скорость равна скоростп течения всей массы жидкости у. Т. обр., еслп предположить, что градиент скорости в двойном слое постоянный, то он равен vid. Тангенциальная сила трения, действующая на едпшщу новерхности, составляет x -(vld), где т] — коэфф. вязкости. Вызывающая движение электрич. сила, действующая на единицу поверхности, равна Eu, где Е — напряженность однородного внешнего поля, а — плотность электрич. заряда на новерхности, вдоль к-рой происходит движение. В стационарных условиях T]-(y/d)= a, откуда v = Ead x (1) [c.468]

Г. А. Кардашев, А. В. Салосин и И. С. Муслимов высказали гипотезу о том, что при захлопывании кавитационной полости вблизи или на границе раздела фаз возникают высокоскоростные кумулятивные струи одной жидкости в другой. Эти струи распадаются, образуя дисперсные частицы диаметр последних связан с диаметром струи и средней скоростью струи и соотношением [c.52]

Нагревание капелек топлива, их испарение, смешение пара с воздухом и самоускоряющиеся химические реакции, имеющие место в фазе /, происходят одновременно. Для типов топлив, применяемых в двигателе Дизеля, протекание химических реакций ссответствует описанному в гл. IV. Фотографии Рот-рока и Уолдрона (34] показывают, что всспламенекие начинается в небольших зонах вблизи границ отдельных струй впрыскиваемого топлива. Зарождение цепной реакции, вероятно, имеет место в газовой фазе. Вероятным механизмом процесса является образование радикалов благодаря крекингу, так как температура сжатого воздуха довольно высока (от 600° до 800°С). Как показано в гл. IV, непосредственное взаимодействие углеводорода и кислорода в газовой фазе является в лучшем случае медленным процессом. Возможно также, что образование перекисей происходит на поверхности раздела жидкость — воздух, обеспечивая, таким образом, образование носителей цепи. Как только скорость реакции в какой-нибудь точке достигает взрывного предела, происходит быстрое распространение пламени сквозь граничные слои, окружающие отдельные струи впрыскиваемого топлива, и по участкам камеры сгорания, уже наполненным взрывной смесью. За этим следует быстрый рост давления (фаза 2). Слишком быстрый рост давления может вызвать появление ясно слышимого стука, что нежелательно. Очевидно, что чем больше период задержки, тем больше накапливается взрывной смеси и тем сильнее будет детонация. Опыт показывает, чю для более легких топлив задержка воспламенения зависит в основном от химических, а не от физических свойств топлива, в то время как для более тяжелых топлив, как, например, для нефтяных остатков, большую роль играют физические свойства — вязкость и быстрота испарения. Поэтому для этих последних задержка воспламенения заметно зависит от степени распыла при впрыске. В фазе 3, где температура очень высока, испарение и сгорание происходят очень быстро, так что основным фактором является скорость впрыска. Однако здесь возникает еще проблема местного накопления паров топлива, в результате которого происходит очень нежелательное образование сажи. Эта сажа участвует в четвертой фазе догорания" вместе с поздно испаряюп имся топливом, попавшим на стенки при впрыске. В конце этой фазы в камере сгорания остаются продукты неполного сгорания от легкой пушистой сажи, выделившейся из газовой фазы, до смолистых и угольных остатков, полученных (очевидно, из топлива, разбрызганного по стенкам) процессом, часто включающим пиро- [c.407]

В заключение следует заметить, что при использовании понятия ВЕП выше везде принималось, что скорость массообмена лимитируется скоростью диффузии компонентов в паре, или, как говорят, диффузионным сопротивлением паровой фазы. Однако в общем случае необходимо принимать во внимание и диффузионное сопротивление жидкой фазы, обусловленное скоростью диффузии компонентов в жидкости. Для определения соотношения диффузионных сопротивлений паровой и жидкой фаз обычно используется так называемая двупленочная модель [171], согласно которой в каждой из фаз вблизи границы их раздела имеется тонкая пленка, создающая основное сопротивление межфазовому [c.99]

Очень похожая картина течения получена в [1.87] по результатам условновыборочных измерений пульсаций двух составляющих скорости в открытом гидродинамическом канале. На рис. 1.42 приведена предполагаемая в [1.87 схема течения, иллюстрирующая взаимодействие между крупномасштабными упорядоченными структурами и мелкомасштабным движением в процессе обновления течения вблизи стенки. При этом граница раздела зон ускоренной и замедленной жидкости на рис. 1.42 соответствует фронту возмущений на рис. 1.41. При прохождении этой границы (фронта) мимо неподвижной точки [c.60]

Поскольку коэффициенты вязкости и диффузии для воздуха и воды малы, то можно подумать, что их эффектами можно пренебречь совсем. Однако их важность для крупномасштабных движений уже обсуждалась, а их эффекты вблизи границ являются особенно существенными. Например, условие (4.П.11) требует непрерывности касательной компоненты скорости в атмосфере и в океане на границе раздела, тогда как невязкая модель дает большой разрыв касательной скорости. На деле это приводит к больш.ому сдвигу или градиенту скорости около границы. Толщина области большого сдвига (называемого пограничным слоем) определяется коэффгщиеитом вязкости, если сдвиг достаточно мал, как в некоторых лабораторных ситуациях. Однако в атмосфере и океане сдвиг (см. разд. 2.4) почти всегда так велик, что малые возмущения растут самопроизвольно, забирая энергию от сдвигового течения и создавая при этом турбулентный пограничный слой. Перенос импульса, тепла, влажности, соли и т. д. в таких случаях происходит путем вихревого движения, исключая очень тонкий слой около границы, в котором преобладают процессы молекулярного переноса. Природа вихревого движения (и, следовательно, значения скоростей переноса) неполностью определяется сдвигом. Конвекция, связанная с тем, что тяжелая жидкость лежит над легкой, также может создавать вихри или изменять вихри, вызванные сдвигом. На скорости переноса могут также влиять свойства поверхности или некоторым прямым воздействием, или косвенно через форму поверхности (загрязнения меняют свойства воли и скорости переноса импульса волнами). Для моделирования крупномасштабных движений атмосферы и океана детальная структура пограничного слоя не может быть учтена. Вместо этого скорости переноса через границу связываются со свойствами границы и свойствами атмосферы или океана иа некотором расстоянии от границы. В частности, такое представление эффектов турбулепт-иого сдвигового потока принимает вид, указанный в разд. 2.4. Например, касательное напряжение иа дне океана или на нижней границе атмосферы можно вычислить согласно (2.4.1). Существование этого напряжения ведет к тому, что энергия отнимается от океана или от атмосферы, так что этот эффект иногда называется донным трением . Потоки тепла и воды между океаном и атмосферой рассматриваются аналогичным способом с использованием эмпирических граничных условий типа рассмот-рсш1ых в гл. 2. [c.115]

И другае шероховатости , характерные для твердых тел, размеры которых изменяются с большой скоростью [42]. Вблизи кавитационного пузырька образуются кольцевые или радиальные кумулятивные струи с характерным масштабом порядка диаметра пузырька и более, а также мелкие нитеобразные отростки. При этом сами начальные кавитационные пузырьки далеки от сферической формы и больше похожи на цилиндры [43]. В работах [42,44] даются две гипотезы для объяснения эффектов образования шероховатостей при быстром растяжении и сжатии жидкость может вести себя как твердое тело возможно развитие неустойчивостей поверхности вследствие существования на границе раздела газа с жидкостью электрического заряда и возникновения флуктуаций на поверхности пузырька Из данных экспериментов следует, что в стадии замыкания пузырьки не исчезают потшостью, а лишь изменяют свои размеры. Кроме того, размеры образующихся пузырьков не зависят от величины или длнггельности импульса давления (разряжения) при его превьппении некоторого критического значения. Образование пузырьков происходит не по всему фронту волны, имеющей одинаковые параметры, а только в отдельных достаточно отдаленных друг от друга местах.- [c.21]