Циркуляционные течения

На рис. 1.19 дана схема структуры установившегося движения потоков в ВТ с ВЗУ при д = 0,5. Поступая в ВЗУ, сжатый газ движется по сужающимся винтовым каналам, разгоняясь до скоростей порядка звуковых. В этом случае имеются условия для возникновения и сверхзвуковых течений по выпуклой стороне каналов, в первую очередь, за счет значительных поперечных градиентов давления при общем снижении термодинамической температуры за счет непрерывного перераспределения поля скоростей, действия центробежного поля и возникающих вторичных циркуляционных течений и вихрей различного вида по высоте канала происходит и температурное разделение слоев. При этом наиболее низкие термодинамические температуры следует ожидать в средней части слоев. После истечения из каналов ВЗУ газ в виде ленточных спиральных струй движется по цилиндрической поверхности трубы, сохраняя приобретенный характер распределения скорости и температуры по высоте. Центробежное поле создает в области сопловых вводов большие градиенты гидростатического давления в радиальном и меньшие — в осевом направлениях. Нижние и средние слои струй, испытывая различной интенсивности торможение, делают реверс осевой скорости на различном удалении от диафрагмы и образуют охлажденный поток. Нижние слои струй, имеющие относительно средних несколько пониженное давление и повышенную термодинамическую температуру, попадая в области малых давлений за срезом ВЗУ, делают поворот на меньшем удалении от диафрагмы и большем радиусе. [c.49]

Средние же слои с наименьшей термодинамической температурой удаляются на большие расстояния и опускаются для разворота на меньшие радиусы, при этом сохраняются высокие значения угловых скоростей. В образовавшемся охлажденном потоке угловая скорость уменьшается от оси трубы в сторону увеличения радиуса и при приближении к диафрагме. За срезом ВЗУ между ОП и нижними слоями струй возникает зона вторичных циркуляционных течений. [c.49]

Перемешением вдоль оси вихревой трубы в сторону диафрагмы туманного облака удалось в зависимости от Ь ориентировочно определить границы зоны циркуляционного течения и границу поворота условных слоев воздуха, образующих основной охлажденный поток (ОП) слои находятся во взаимодействии, в состоянии тепло- и массообмена друг с другом и воздействуют на слои газа, протекающие над зоной (рис. 1.31). Кривая 1 определяет расстояние Ь от диафрагмы, на котором захвата тумана слоями обратного потока практически не происходит ( туман уносится с горячим потоком). Незначительное перемещение трубки-зонда приводит к началу захвата части тумана в обратный поток можно считать, что кривая 1 определяет границу циркуляционной зоны со стороны вывода НП. При последующем перемещении зонда выявляется зона наибольшего захвата тумана (рис. 1.31, кривая 2), являющаяся ориентировочной границей как циркуляционной зоны со стороны диафрагмы, так и завершения поворота слоев струй, образующих область ОП, напоминающую по форме параболическую воронку. Область ОП обладает эжекционным свойством, т. е. способностью подсасывать долю охлажденных газов из циркуляционной зоны. Рассматриваемая граница (кривая 2) в пределах ц от О до 0,5 не меняет своего положения и отстоит от соплового сечения на расстоянии, равном приблизительно 3,5Дт при шаге винтовой линии ВЗУ 40 мм уменьшение шага приближает эту границу к диафрагме. Протяженность циркуляционной зоны (расстояние между кривыми 1 и 2) при увеличении ц до 0,5 сокращается из-за смещения границы со стороны выхода горячего потока, а после ц = 0,5 остается приблизительно постоянной, в целом смещаясь в сторону диафрагмы. Выявленные границы определяют также зоны неустойчивого течения, генерирующие периодические пульсации в вихревой трубе. [c.51]

Функцию распределения избыточного давления р по высоте валика а можно вычислить, если допустить, что изменение давления вблизи стенки лопасти отличается от центробежного поля давления на величину потерь на трение жидкости о лопасть при циркуляционном течении, т. е. [c.194]

Ранее отмечалось, что РПР целесообразно применять в тех случаях, когда сопротивление массопереносу сосредоточено в жидкой фазе. Образование жидкостных валиков, в поперечном сечении которых имеет место циркуляционное течение жидкости, существенно интенсифицирует процесс массообмена в жидкой фазе. Это связано прежде всего с частым обновлением межфазной поверхности. Поэтому для оценки коэффициента массоотдачи в жидкой фазе можно использовать пенетрационную модель. [c.205]

Эффективность течения многих химических реакций зависит от степени равномерности распределения реагентов в реакционной зоне реактора. Свойство высокоскоростного закрученного потока газа создавать в приосевой области вихревых труб циркуляционное течение части газового потока бьшо использовано нами для разработки кожухотрубчатого вихревого реактора. [c.246]

Сравнивая этот случай течения с ранее рассмотренным простым течением между параллельными пластинами, отметим два важных различия. Во-первых, течение в направлении г вдоль канала является двумерным [т. е. (х,у)], во-вторых, поверхность цилиндра имеет составляющую скорости в направлении х, которая приведет к циркуляционному течению в поперечном направлении. [c.323]

Для к = 0,425 точка застоя — это точка на поверхности воды следовательно, при X > 0,425 в области входа развиваются циркуляционные течения. При р = профили скоростей плоские (течение типа пробки), так как градиент давления вдоль оси х в этом месте равен нулю. При р = —2,46 расплав захватывается валками и характер профилей скорости указывает на то, что давление повышается в направлении течения. Распределение скорости сдвига и напряжения сдвига можно получить из профиля скоростей, используя выражения (10.5-9) [c.336]

Принцип действия шестеренчатого насоса очень прост. Обратимся к рис. 10.32, в. Подаваемая жидкость забирается в полости, возникающие между расходящимися смежными зубьями шестерни. При вращении шестерни жидкость транспортируется из зоны входа в зону выхода. В это время жидкость заперта между смежными зубьями и корпусом, при этом происходит небольшая утечка жидкости через зазоры. Относительное движение шестерни и корпуса вызывает циркуляционное течение, подобное циркуляционному потоку, возникающему в нормальном сечении канала червячного экструдера, рассмотренного в разд. 10.3. Вход и выход насоса отделены друг от друга сцепленными зубьями шестерен. Входящие в зацепление зубья выдавливают расплав из впадины между зубьями. Колебания давления на выходе и величины объемного расхода возникают каждый раз, когда следующая пара зубьев достигает зоны выхода Зубья шестерен обычно имеют эвольвентный профиль (рис. 10.36). В прямозубых шестернях жидкость может быть заперта между зацепляющимися зубьями, что приводит к возникновению утечек, чрезмерному шуму и износу. Для масел с малой вязкостью эта проблема в некоторой степени решается применением разгрузочных канавок переменной конфигурации. Так как это не дает результата для высоковязких расплавов, то используют шестерни с шеврон- [c.353]

Ha рис. 10.42 представлены профили скоростей для червяка с диаметральным шагом (0 = 17,65°) при У sin 9 = 1. Эти профили скоростей указывают на существование интенсивной внутренней циркуляции, в результате которой расплав в нижней части канала увлекается сердечником червяка к толкающему червяку, тогда как в верхней части у корпуса он течет в обратном направлении (противоположном движению поверхности корпуса). В то же время в плоскости, перпендикулярной направлению канала, существует также циркуляционное течение, так как в верхней части канала расплав увлекается поверхностью корпуса в направлении толкающих гребней и течет назад в нижней части канала. Взаимное положение этих двух течений исключает возможность существования неподвижного слоя. Траектории, описываемые частицами жидкости, зависят от их начального положения и имеют довольно сложные очертания. В принципе эти траектории можно рассчитать, используя уравнения, описывающие профили скоростей, и, скорее всего, они имеют форму открытых винтовых" петель. [c.361]

Приведенный выше анализ не описывает сложный профиль скоростей, устанавливающийся вблизи стенок винтового канала в области, простирающейся на расстояние, примерно равное глубине канала. Строгое двумерное решение этой задачи можно получить с помощью стандартных численных методов (см., например, [40, 41 1). Эти решения также показывают, что в канале существует циркуляционное течение (хотя в нижних углах канала образуются небольшие застойные зоны с вихревым течением). [c.407]

Заканчивая анализ поперечных срезов (рис. 12.8), рассмотрим другие детали физических процессов, протекающих в винтовом канале червяка. Относительное движение поверхности цилиндра, направленное поперек винтового канала, увлекает за собой расплав и перемещает его к заполненному расплавом участку канала,находящемуся у толкающей стенки, одновременно создавая поперечный градиент давления и циркуляционное течение. Это гидродинамическое давление несомненно способствует дроблению твердой пробки полимера, расположенной у передней стенки винтового канала. А так как расплавленный полимер непрерывно удаляется из пленки расплава за счет относительного движения цилиндра, то твердый слой должен начать двигаться по направлению к поверхности цилиндра. В то же время нерасплавленный полимер скользит по витку вследствие этого ширина пробки, движущейся по каналу, непрерывно уменьшается до тех пор, пока пробка, наконец, полностью не исчезнет. С другой стороны, в данном сечении винтового канала размеры пробки остаются во времени неизменными. Таким образом, налицо все элементы установившегося процесса плавления, сопровождающегося удалением расплава вследствие вынужденного течения (см. разд. 9.8). Более того, подобный механизм плавления может существовать только в тонкой пленке расплава у поверхности цилиндра. Учитывая также существенное различие между интенсивностью плавления без и с удалением образовавшегося расплава, мы приходим к выводу, что плавление на сердечнике червяка (даже при проникновении расплава под твердый слой) так же, как взаимодействие между слоями расплав- [c.430]

Попав в область расплава, жидкая частица начинает участвовать в циркуляционном течении, перемещаясь между двумя положениями в верхней части канала она относительно быстро движется по направлению к толкающей стенке канала червяка и вниз вдоль канала, в то время как в нижней части канала она сравнительно медленно движется по направлению к пробке (которая также скользит по каналу) или к передней стенке канала (если плавление закончилось полностью). Это продолжается до тех пор, пока частица расплавленного полимера не покинет канал червяка. Температура и давление полимера, находящегося в области расплава, обычно повышаются. Участок червяка, на котором происходит плавление, называют зоной плавления. Этот участок граничит с зоной дозирования, простирающейся до конца червяка. Очевидно в зоне плавления все элементарные стадии протекают одновременно, в то время как в зоне дозирования (транспортировки расплава) происходит только перекачивание и перемешивание расплава. [c.432]

Ранее отмечалось, что можно увеличить экстенсивное смешение, ограничив производительность и стимулируя циркуляционное течение, в то время как интенсивное смешение можно стимулировать наличием малых зазоров между блоком канала на поверхности дисков (при порционном либо непрерывном смешении) или располагая в канале различные вспомогательные перемешивающие устройства. Такие вспомогательные блоки можно использовать, как и в червячной экструзии [30—32], для удаления газообразных продуктов. [c.457]

Для получения циркуляционного обтекания окружности наложим на рассмотренный выше поток чисто циркуляционное течение от единичного вихря, поместив его в начало координат, т. е. в центр окружности. Скорость, индуцированная точечным вихрем с циркуляцией Г, по величине равна Г/(2яг) и направлена всегда по нормали к радиусу-вектору. [c.21]

Рассмотрим теперь другой крайний случай обтекания крыла — чисто циркуляционное обтекание. Под чисто циркуляционным течением будем понимать течение, обусловленное только наличием циркуляции вокруг профиля при отсутствии набегающего потока, когда 71 = О, Г 0. Примером чисто циркуляционного течения является рассмотренное в гл. II круговое течение, ноле скоростей которого вызвано одиночным вихрем. В случае чисто циркуляционного течения отсутствуют передняя и задняя критические точки, и линии тока представляют собой замкнутые кривые, огибающие профиль. Такое течение независимо от значения циркуляции требует наличия бесконечной скорости в точке, лежащей на задней кромке профиля и, следовательно, так же как бесциркуляционное течение, не может быть реализовано без отрыва потока. [c.23]

Примерный характер течения в рабочем колесе центробежного насоса показан на рис. 10-9 а — направление лопастной циркуляции Гд и распределение давления на лопасти, б —распределение относительных скоростей в межлопастных каналах и е — распределение давлений на некотором радиальном сечении. Воздействие лопастного циркуляционного течения вызывает снижение относительной скорости у рабочей стороны лопасти и увеличение на тыльной стороне, обратной направлению вращения. Это создает перепад [c.204]

На основании изложенного ясно, что если изменения концентрации Ас ) и Ас( > одного порядка, то перенос вещества в пограничном слое будет осуществляться значительно быстрее, чем внутри ядра циркуляционного течения. Такая ситуация имеет место в течение короткого начального периода процесса. В этот период растворенное вещество переносится из внутреннего пограничного слоя к поверхности капли и, поскольку скорость переноса из ядра тороидального вихря слишком мала, чтобы компенсировать убыль концентрации в пограничном слое, концентрация в последнем падает до весьма низкого значения. В связи с тем, что внутренний след образован частицами жидкости, которые прошли через весь внутренний диффузионный пограничный слой, он так же быстро, в течение короткого начального периода, теряет большую часть растворенного вещества. [c.292]

Если плоскую стенку заменить цилиндром любого размера, то разомкнутый режим течения вообще не возникает. Зоны обратного (циркуляционного) течения практически не обнаруживаются, а на оси за цилиндром течение только замедляется. В дальнейшем струя распространяется как овободная, причем толщина ее несколько увеличивается. Распределение давления (р) по окружности цилиндра приведено на рис. 33. [c.75]

Экспериментальные исследования внешней естественной конвекции обычно выполняются в жидких объемах конечной протяженности. Поэтому можно предположить, что с течением времени механизмы теплопередачи приводят к тепловой стратификации среды. На некотором удалении от источника тепла возникает также циркуляционное течение, компенсирующее течение, индуцированное выталкивающей силой. Поэтому необходимо ограничивать длительность экспериментов, чтобы можно было пренебречь влиянием тепловой стратификации и циркуляции. Размеры экспериментальной установки также определяются этими соображениями таким образом, чтобы получить адекватные условия в объеме окружающей жидкости. Детальное изучение этих явлений очень затруднительно, так как они определяются переходным процессом внутренней естественной конвекции. Аналогичные соображения относятся также к некоторым задачам, представляющим практический интерес, например к охлаждению электронной аппаратуры, находящейся в замкнутом объеме. Некоторые относящиеся к этому вопросу работы описаны в гл. 14. [c.153]

Энергию, накопленную на дне солнечного пруда, можно использовать для работы электростанции. Интересен вопрос о том, нельзя ли поверхностный слой пруда, температура которого близка к температуре окружающей среды, использовать для сброса тепла с электростанции. Это позволило бы отказаться от дополнительного водоема для сброса тепловой энергии. Однако, если осуществить эту идею, циркуляционное течение, используемое для сброса тепла, будет вызывать повышение температуры поверхностного слоя. Это может привести к возмущению стабилизирующей градиентной зоны и неблагоприятно повлиять на эффективность работы солнечного пруда. Указанная проблема исследовалась аналитически и экспериментально в работе [46]. Было установлено, что градиентная зона весьма устойчива. Она испытывает лишь слабые возмущения при создании течения, если источник и сток расположены вблизи поверхности. При другом расположении этих устройств или других условиях втекания необходима большая осторожность, чтобы избежать возникновения существенных возмущений в градиентной зоне. [c.427]

Во многих процессах конвекции возникают изменения температуры, скорости и, возможно, концентрации химических компонентов по времени. Подобные изменения часто наблюдаются как в процессах, происходящих в окружающей среде, так и в целом ряде технологических и промышленных приложений. Многие циркуляционные течения, возникающие в атмосфере, естественных бассейнах или океане, представляют собой нестационарные течения различной периодичности, создающиеся в результате суперпозиции многочисленных внутренних процессов. В технологии нестационарные процессы практически всегда возникают при запуске и прекращении работы промышленных установок. В ходе таких процессов могут создаваться опасные режимы работы и с этой важной проблемой следует считаться. Характерным примером может служить рабочий объем ядер-ного реактора, в котором забросы температуры при переходных процессах могут стать критическими для элементов конструкции. Те же соображения важны и для электрического оборудования и электронных приборов, охлаждаемых естественной конвекцией. [c.434]

Модели с неравнодоступными объемами хорошо объясняют качественные особенности не только процессов перемешивания, но и закономерности внешней гидравлики насыпанного зернистого слоя. Поскольку диффузия в застойных зонах в значительной степени определяется молекулярным переносом, то становится понятной наблюдаемая сильная зависимость коэффициента продольной дисперсии от коэффициента диффузии Dr примеси в основном потоке. По мере повышения скорости потока в основных каналах между зернами в застойных зонах появляются циркуляционные течения [18] и их относительный объем снижается, что проявляется в приближении гидравлического сопротивления (см. раздел II. 8) и теплоотдачи от зерен (см. раздел IV.5) к их значениям для одиночного зерна уже при Кеэ > 50. [c.90]

Неоднородность потока определялась по замерам полного и статического р давлений в сечении 1—1 непосредственно перед слоем и статического давленпя в сечении 2—2 за ним. Трубки полного давления укладывались в зернистый слой так, чтобы их приемники были заподлицо с верхней гра- Ь11 Жсл ницей слоя. Таким образом, измерялась нормальная к поверхности слоя составляющая динамического давления. Статическое давление измерялось на стенках аппарата, причем сечения /—1 и 2—2 выбирались так, чтобы влияние циркуляционных течений было минимальным. При обработке использовались выражения [c.270]

Квазитвердое вращение выявлено в средней зоне между границей свободного вихря и радиусом диафрагмы. С учетом данных других исследований примем, что оно простирается от соплового до первого сечения. Каким образом в таком случае осуществляется энергообмен в сопловом сечении, поскольку уже отмечалось, что при вращении по закону твердого тела центробежные силы могут подавлять турбулентные пульсации параметров потока Роль переносчика тепловой энергии в этой зоне должны выполнять, по нащему мнению, циркуляционные течения, возникновение которых следует ожидать, во-первых, непосредственно за сопловым сечением, во-вторых, по краям ленточной струи, истекающей из винтовых прямоугольных каналов, и за зоной формирования охлажденного потока. [c.45]

Интересны опыты на вихревой трубе с цилиндром-вставкой с заглушенным со стороны горячего потока концом. Максимальная Ato, достигается на большем, чем для остальных цилиндров, расстоянии от диафрагмы (рис. 1.33). Здесь фактически исключено влияние на Ato циркуляционных течений, и холодный поток образуется за счет затекания в диафрагму все более холодных слоев струи по мере удаления цилиндра от нее. На расстоянии -320 мм наблюдается резкое повышение Atox, что можно объяснить, по-видимому, возникновением циркуляционных течений, которые начинают работать на повышение Ato. Изменение статистического давления на горячем конце вихревой трубы в рассмотренных условиях показано на рис. 1.33. [c.55]

Теоретический анализ механики шестеренчатого насоса включает в себя определение различных потоков утечки с учетом гидродинамического поведения расплава при сжатии между находящимися в зацеплении зубьями и циркуляционного потока в зазорах. Применительно к маслам с малой вязкостью потоки утечки были проанализированы Исхибаши [321. По-видимому, до сих пор не было предпринято ни одной попытки анализа течения при сжатии жидкости между зубьями, где в добавление к простому вязкостному течению существенную роль могут играть как высокоэластические деформации, так и другие неньютоновские эффекты. Циркуляционное течение в зазоре тоже подлежит рассмотрению. [c.354]

Числовые решения, описывающие процесс неизотермической экструзии и учитывающие циркуляционное течение, были получены Гриффитом [3], допустившим постоянство температуры вдоль линии тока Замодитцом и Пирсоном [4], предположившими наличие полностью установившегося продольного и поперечного течения, а также Пирсоном и др. [5], проанализировавшими различные граничные условия. Основные трудности при строгом рассмотрении задачи о неизотермической экструзии возникают из-за наличия циркуляционного потока. [c.427]

На рис. 12.22 приведено несколько рассчитанных профилей скоростей при различных значениях отношения д р/д й- При увеличении давления отношение д р/д 11 < О уменьшается ((д р/д увеличивается), как следует из уравнения (12.3-3). Для закрытого выхода я р/д а = —1) на рис. 12.22 показано, что интенсивное циркуляционное течение, возникающее между двумя параллельными пластинами, напоминает такой же поток в экструдерах с двумя зацепляющимися червяками. Жидкость увлекается вперед к выходу обеими поверхностями и течет обратно в центре зоны (—V1/3 < I < 1/3 ). Для д р1да = —% скорость в центре зоны равна нулю, и встречное течение полностью отсутствует. Профиль скоростей, при котором для заданного расхода д и скорости Уо развивается максимальное давление, соответствует д р/д й = — /д (или = %). Наконец, при Я р/Я а = О имеет место ожидаемое стержневое течение. [c.455]

Общий случай плоскопараллельного обтекания крыла может быть получен наложением этих двух предельных случаев теченпя бесциркуляционного и чисто циркуляционного. Как можно убедиться из построения картины обтекания, в результате наложения на бесциркуляционное течение чисто циркуляционного течения задняя критическая точка прп положительном значении циркуляции (Г > 0) сдвигается к хвостовой, а при отрицательном (Г < 0) — к лобовой части профиля ). [c.23]

Очевидно, что нри некотором вполне определенном значении циркуляции Г вокруг крыла задняя критическая точка совпадет с задней острой кромкой профиля (рис. 10.8, б). В этом дипственном случае циркуляционное течение может быть физи чески реализовано безотрывным образом. При всех других значениях циркуляции требуется обтекание задней кромки, что, как указывалось, невозможно без отрыва потока. [c.23]

На формирование течений, возникающих без воздействия твердых ограничивающих поверхностей, непосредственное влияние оказывают выталкивающие силы, которые определяют преобладающее направление и форму области основного течения, а также интенсивность внутренних циркуляционных течений. В этих стационарных или неустановивщихся течениях со свободными границами кроме выталкивающей силы, приводящей в движение жидкость, необходимо учитывать воздействие начального импульса. [c.167]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология