Механизм переноса вихрей

При движении капель дисперсной фазы противотоком движению сплошной фазы в турбулентном потоке происходит унос частиц трассера вместе с дисперсной фазой. Это предположение позволяет утверждать, что даже в условиях значительной турбулизации сплошной фазы капли дисперсной фазы окружены неподвижной пленкой, которая периодически срывается вихрями, возникающими в сплошной фазе. Если допустить такой механизм переноса вещества в сплошной фазе, то, очевидно, степень продольного переноса будет сильно зависеть от поверхности контакта фаз и удерживающей способности. Косвенное подтверждение этому мы имеем во всех случаях экспериментального исследования изменение параметров пульсации, и нагрузок по фазам приводит в первую очередь к изменению-УДС и поверхности контакта фаз. [c.121]

При расстоянии между электродами, равном диаметру капилляра, конвективные вихри перекрываются (см. рис. 3.8,6) и происходит смена стационарно-диффузионного механизма переноса ртути на конвективно-диф-фузионный, которому соответствует резкий подъем тока на кривой /(/) (см. рис. 3.7). Дальнейшее повышение предельного тока при сближении ртутных менисков (1<й) обусловлено резким дополнительным возрастанием т], Да и VI, а также скорости перемешивания раствора, связанным с неравномерностью распределения тока на поверхности электрода при малых междуэлектродных промежутках. [c.81]

Важную роль в технологических процессах играет, как известно, явление массопереноса, т. е. явление переноса массы вещества между двумя фазами. Существует несколько теорий процесса массопереноса через межфазную поверхность. Наибольшее распространение получила пленочно-пенетрационная теория, которая утверждает, что имеет место двойственный механизм диффузии. При малом времени контакта массообмен протекает как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементарным вихрям сплошной фазы, соприкасающимся с поверхностью и проникающим в глубь сплошной фазы. При более длительном времени контакта действует механизм молекулярной диффузии через ламинарные пограничные пленки по обе стороны раздела фаз. [c.30]

Значит, в идеальной сжимаемой жидкости вихревой эффект невозможен. В основе механизма этого явления должен лежать процесс переноса существенного уменьшения полной энтальпии газовых частиц в стационарном потоке вязкого газа, чего не происходит. Следовательно, центробежный поток энергии является результатом процесса переноса тепла, что возможно только при наличии в газе радиальных фадиентов температур. Изменение средних значений полных энтальпий потоков обусловлено не теплопроводностью, а только внутренним нротивоточным теплообменом встречных потоков. Это происходит в результате турбулентного перемещения газа в вихре, периферийные слои которого имеют наибольшую скорость и самую низкую статическую температуру. Выравнивание угловой скорости — результат фения, что ведет к росту давления в приосевой области. Из зоны повышенного давления берет начало центральный поток при движении в сторону диафрагмы. [c.22]

Заключение. Отрыв двух типов, наблюдаемый в свободноконвективных течениях, в корне отличается от отрыва в вынужденных течениях. Как и в вынужденных течениях, происходит утолщение слоев неравномерного и вязкого течения, сопровождающееся изменением характера переноса. Но движущие механизмы отличаются друг от друга. Для течения, образующегося в неподвижной окружающей среде, отсутствуют большие градиенты внешнего давления. Отрыв вызывается не этим, а взаимодействием присоединенных течений или поперечной к направлению потока выталкивающей силой. Другое фундаментальное отличие заключается в механизме, посредством которого внешняя жидкость втекает в развивающийся под действием выталкивающей силы слой и быстро утолщает его. В вынужденных течениях возникает система вихрей, нормальных к направлению вынужденного движения. Они непрерывно или попеременно, как за цилиндром, подмешивают жидкость из внешнего потока. [c.324]

Эти вторичные осредненные течения вызывают в пограничном слое значительный перенос количества движения в поперечном направлении. В результате существенно изменяется основное осредненное течение. Продолжим анализ данных, представленных на рис. 11.3.2, а. Линии тока были получены для условий течения в точке В (рис. 11.2.1) она в соответствии с результатами экспериментов расположена непосредственно перед началом области перехода. При Ъг= 2п- - )п нижний вихрь переносит жидкость с высокой продольной составляющей количества движения из внутренней части пограничного слоя во внешнюю, низкоскоростную область течения. Одновременно в той же плоскости 2 верхний вихрь, вращающийся в противоположном направлении, переносит низконапорную жидкость из дальнего поля течения в область пограничного слоя. В результате действия этого механизма внешняя часть профиля средней скорости становится более крутой в плоскостях 02= (2п + 1)л и более пологой при 02 = 2ш. [c.29]

Конденсация насыщенного пара на охлаждаемой поверхности приводит к значительной интенсификации теплообмена по сравнению, например, с теплообменом от газа к стенке. При этом механизм конвекции совершенно иной. Молекулы пара не только переносятся к охлаждаемой стенке вихрями турбулентного потока, но и создают еще и собственное поступательное движение к стенке, так как в непосредственном соседстве с ней происходят конденсация пара и резкое уменьшение его объема. Образовавшийся конденсат стекает по стенке, а к стенке подходит свежий пар. Чем холоднее стенка, тем интенсивнее идут конденсация и движение молекул нара к стенке. Перенос теплоты и основной массы пара к стенке идет настолько быстро, что степень турбулизации потока не оказывает существенного влияния на процесс и часто может не учитываться в расчетах. [c.285]

Синтезируя данные наблюдений [65] и имеющиеся в литера-,, туре обобщения [61, 67], механизм пылеулавливания при пенном режиме можно представить следующим образом. Основным, препятствием, затрудняющим доступ высокодисперсных частиц к поверхности осаждения, является пограничный газовый слой, в котором затухают турбулентные пульсации потока. Преодоление пылинкой пограничного слоя происходит за счет инерции, приобретенной в момент выброса частицы из турбулентного вихря в пограничный слой. Процесс пылеулавливания в слое подвижной пены происходит в основном за счет турбулентного, переноса частиц пыли из газа на весьма развитую поверхность [c.46]

Диффузия в турбулентном потоке. При турбулентном движении вторичные скорости, накладывающиеся на основной поток, изменяются во времени и в пространстве. Распределение этих скоростей, характеризующих турбулентность потока, хаотичное поэтому для изучения турбулентного движения должны применяться статистические методы. Наиболее подробно разработаны теории, основанные на некоторых упрощенных моделях механизма турбулентного движения. Например, допускается, что вихри в турбулентно движущейся жидкости перемещаются из одной точки потока в другую, где они исчезают, смешиваясь с потоком возникновение и перемещение вихрей носит неупорядоченный характер. При этом вихри переносят свойства жидкости из точки возникновения вихрей в точку, где они разрушаются. Такая гипотеза дает наглядное представление о том, каким образом в турбулентном потоке очень быстро усредняются концентрации растворенного вещества. [c.189]

Важной особенностью турбулентных потоков является способ передачи импульса в жидкости. В ламинарных потоках это происходит с помощью молекулярного механизма, и важную роль в этом процессе играет вязкость жидкости. В турбулентных потоках перенос импульса связывают с движением турбулентных вихрей, возникающих в одной точке пространства, перемещающихся в другую точку и теряющих по пути свою энергию вплоть до полного затухания. Этот процесс напоминает броуновское движение или молекулярный перенос энергии и массы, но пространственный масштаб этих движений существенно иной. [c.66]

Рассмотрим систему, в которой < 0. В такой системе в основной массе жидкости поверхностное натяжение ниже, чем у границы раздела. Вихрь, поступивший к поверхности, переносит с собою жидкость, имеющую более высокое значение содержания летучего х и более низкую температуру. Однако изменение концентрации более существенно влияет на поверхностное натяжение, нежели изменение температуры, поэтому можно ожидать, что жидкость, поступившая изнутри, должна обладать более низким поверхностным натяжением, чем та, которую она заменяет. Локальное изменение концентраций будет, следовательно, приводить к небалансу сил поверхностного натяжения. В результате этого жидкость с более низким поверхностным натяжением будет рассеиваться у поверхности раздела и вызывать конвективные токи, которые усилят нормальный механизм обновления поверхности и увеличат коэффициент массопередачи. [c.11]

Когда температура стенки ниже температуры насыщения пара, находящегося в контакте со стенкой, теплообмен значительно интенсивнее, чем в случае перегретого пара и газов. При этом механизм конвекции соверщенно иной. Молекулы пара не только относятся к стенке вихрями турбулентного потока (как это имеет место в газах), но и создают еще собственное поступательное движение к стенке, так как в непосредственном соседстве с ней происходит конденсация пара и резкое уменьшение объема. Образовавшийся конденсат стекает по стенке, а к стенке подходит свежий пар. Чем холоднее стенка, тем больше конденсация и тем интенсивнее движение молекул водяного пара к стенке. Перенос тепла и основной массы агента к стенке идет настолько быстро, что влияние завихрений турбулентного потока играет небольшую роль и чаще всего вообще может не приниматься во внимание. [c.204]

Эффекты самопоглощения электромагнитной энергии сопровождаются увеличением кинетической энергии движения куперовских частиц и, в целом, отождествляют собой электромагнитные механизмы трансформации рассеянной энергии в ее новые виды, в том числе в энергию ион-радикалов. Данное заключение справедливо и для ассоциатов воды. Существенной особенностью динамики химического канала трансформации энергии в ассоциатах является ее осциллирующий характер, что связано с изменением энергетических состояний ассоциатов и их кластеров по мере накопления в них ион-радикалов. Подобное накопление должно происходить с ускорением в процессе разрядки при фазовой трансформации ассоциатов воды, происходящей с выделением свободных радикалов. Движущий процесс подобной трансформации связан с пиннингом вихря (переносом кванта магнитной энергии), что экспериментально подтверждается. [c.374]

Механизм теплопереноса меняется при турбулентном режиме. Локальный перенос тепла усиливается из-за турбулентных вихрей потока. Этот перенос характеризуется коэффициентом турбулентной теплопроводности который больше коэффициента молекулярной тепло- [c.48]

Артор не совсем точно излагает основные концепции, лежащие в основе модели Кинга, а также выводы в отношении характера зависимости от В а, вытекающие из нее. В основу модели положена возможность одновременного действия двух механизмов переноса вещества от свободной поверхности вглубь жидкости в турбулентном потоке. Один из них соответствует постепенному затуханию коэффициентов турбулентного обмена с приближением к межфазной границе. Этот механизм Кинг считает относящимся к вихрям сравнительно небольшого масштаба. Другой механизм связан с обновлением поверхности сравнительно крупными вихрями (их размер должен быть больше толщины слоя, в котором происходит затухание по первому механизму и где соответственно происходит основное изменение концентрации). Таким образом, модель Кинга, по существу, включает представления теорий пограничного диффузионного слоя (см. выше) и обновления поверхности (см. ниже). Что касается возможного характера зависимости от О а, то на основании собственных экспериментальных данных, полученных в ячейке с мешалкой и в насадочной колонне и анализа результатов, полученных другими исследователями, Кинг приходит к выводу о более узком интервале практически возможного изменения показателя степени при Оа от 0,5 до 0,75. Прим. пер. [c.102]

Весьма важным для установления границ аналогии является характер движения частиц в нсевдоожиженном слое. В термостатированной капельной жидкости ее состояние определяется пульсационным движением молекул. В однородном псевдоожиженном слое механизм диффузии твердых частиц подобен молекулярному . При псевдоожижении газом твердые частицы также совершают нульсационные перемещения , но с увеличением скорости газа начинает доминировать движение не отдельных частиц, а их агрегатов > , что аналогично движению турбулентных вихрей в капельной жидкости. Вихревой механизм переноса в нсевдоожиженном слое обусловлен движением газовых пузырей и граничными эффектами. Вблизи поверхностей и деталей (даже в отсутствие пузырей) нарушается равномерность распределения скоростей ожижающего агента и возникает направленная циркуляция твердого материала, аналогично конвективным токам в нетермостатированном сосуде с капельной жидкостью. Следует подчеркнуть, что граничные эффекты в псевдоожиженном слое выражены резче, чем в капельной жидкости. [c.495]

Пренмуществеииое влияние того или иного механизма определяет ся гидродинамической обстановкой процесса. Механизм переноса в пре делах каждой фазы непосредственно связан с гидродинамикой одно фазного потока, механизм же переноса через поверхность раздела фаз — с гидродинамикой двухфазного потока. Поэтому прн макропереносе вещества важное значение приобретает вихревое движение жидкости, так как вихри являются переносчиками энергии и вещества в потоке. Анализ вихревого движения жидкости объясняет механизм перемещения частиц и многие факты, наблюдаемые в процессах переноса массы. [c.90]

Хотя сейчас общепринято [25, 26], что турбулентное движение в некоторые моменты времени может распространяться очень близко к стенке, при исследовании вопросов переноса массы более приемлемым является традиционное представление о структуре турбулентного пограничного слоя. Так, если газ может переноситься через ламинарный подслой за счет молекулярной диффузии, то подобный механизм переноса частиц будет возможен только для таких мелких частиц, на поведение которых существенное влияние оказывает броуновское движение [24]. В разд. 3.4 обсуждалась тенденция частиц к отставанию от турбулентного движения окружающей жидкости. Можно ожидать, что при движении к стенке частицы вырвутся из окружающего вихря за счет своей инерции и ударятся о стенку. Этот механизм проскакивания частицами области низкой турбулентности вблизи стенки и попадания на стенку был впервые предложен Фрид-лендером и Джонстоуном [15]. Трудности использования этого представления связаны в основном с аналитическим заданием условий инерционного пролета частиц. Дэвис [19] наиболее полно разработал эту модель его подход иллюстрируется на фиг. 11.2. В расчетах Дэвиса были использованы следующие допущения. [c.348]

Под вихревыми массами понимаются вихри с размерами, пропорциональными масштабу тур булентности, механизм переноса которых не зависит от вязкости. Диссипативные вихри — это вихри малых размеров, поведение которых в потоках обусловливается вязкостью и не зависит от механизма турбулентнога переноса вихревых масс. [c.65]

П. п. в покоящейся среде осуществляются только в результате хаотич. движения молекул (мол, перенос). В текущих средах к этому механизму переноса добавляется конвективный перенос, а при высоких числах Рейнольдса-еще и турбулентный перенос, связанный с хаотич. перемещеияем вихрей. Общую феноменологич. теорию П. п., применимую к газообразной, жидкой или твердой системе, дает термодинамика необратимых процессов. [c.477]

Гндродинамическая теория теплообмена установила связь между интенсивностью теплообмена и гидродинамическим сопротивлением [27, 43]. Дальнейшее развитие этой идеи, получившей название рейнольдсовой аналогии, привело к формулировке тройной аналогии [43]. Разнородные явления переноса в движущейся среде имеют идентичный механизм. Поэтому гидродинамическое сопротивление и коэффициенты теплообмена и массообмена могут быть связаны соответствующими уравнениями. Установление таких соотношений в высшей степени заманчиво, так как наиболее легко определяется экспериментально гидродинамическое сопротивление. Определение же через него коэффициентов тепло-и массопередачи открывает большие практические возможности. Вместе с тем, несомненно, перенос вихрей (глобул) [c.15]

Учитывая большое разнообразие видов переноса в процессах тепломассообмена (перенос энергии, количества движения, вещества, энергии турбулентных вихрей) и само разнообразие механизмов переноса энергии (электромагнитное излучение, конвекция, теплопроводность, контактная теплопередача), для выработки единых подходов и упрощения построения математических моделей целесообразно применить положения обобщенного термодинамического подхода, в общих чертах сформулированного в работах Б. Н. Петрова [5.31]. Для обьектов с сосредоточенными параметрами развитие этого метода проведено в работах В. Б. Яковлева [5.32]. Применительно к объектам с распределенными параметрами принципы обобщенного термодинамического подхода сформулированы В. Г. Лисиенко [5.22]. При таком подходе удается найти общность в написании основных уравнений для моделей различных видов переноса вещества и энергии, основываясь на известном принципе аналогии. Тем самым существенно облегчается и ускоряется процедура поиска технологии и структуры математических моделей самых различных процессов, и особенно создаются предпосылки для создания одного из самых современных методов расчета процессов тепломассообмена — динамического зонально-узлового метода (ДЗУ-метода), в котором органически сочетается детализированное моделирование в динамике всех видов теплопереноса с синхронным расчетом газодинамики процессов (см. п. 5.5). [c.411]

Рассмотренные закономерности конвективных процессов позволяют установить механизм переноса ртути и объяснить характер ВАХ РК при различных соотношениях геометрических параметров ЭЯ. При больших расстояниях между электродами (/>d), когда конвективные вихри не перекрываются (рис. 3.8,а), скорость переноса ртути с одного электрода на другой контролируется стационарной диффузией электровосстанавливающихся частиц через основной (практически неподвижный) слой электролита с эффективной толщиной /эф. Этому стационарно-диффузионному механизму соответствует прямолинейный участок кривой зависимости предельного тока РК от расстояния меж1йу электродами (см. рис. 3.7). Так как эффективная толщина неподвижного слоя элект- [c.80]

В отсутствие источника возмущений (рис. 5.39, а) структура течения подобна той, которая при других условиях обтекания рассматривалась в гл. 2. Характерным здесь является отчетливо выраженный провал изолиний в окрестности ребра двугранного угла, обусловленный переносом потока импульса вторичными течениями из внешней области вдоль биссекторной плоскости к угловой линии и свидетельствующий о существовании продольно развивающихся вихрей. При наличии источника возмущений вторичные течения 2-го рода в значительной мере подавлены, а при D = 0.263 (рис. 5.39, б), возможно, полностью разрушены. Поскольку механизм переноса импульса с низким уровнем турбулентности в направлении ребра двугранного угла ослаблен, то не случайна большая наполненность угловой зоны высокоэнергетичными турбулентными пульсациями. [c.301]

Тур и Марчелло [231] рассматривали пленочную и пенетращюнную теории как крайние случаи процесса переноса, для которых в формулах коэффициента массоотдачи показатель степени при коэффициенте диффузии принимает предельные значения, равные 1 и 0,5, соответственно. Они считали, что в реальных условиях значения показателя степени могут колебаться между этими величинами. Предложенная ими пленочно-пенетрационная модель также основана на идее обновления поверхности турбулентными вихрями, но с более гибким учетом периода обновления. При малых временах пребывания вихря на поверхности процесс массопередачи нестационарен (пенетрационная теория), тогда как при больших временах успевает установиться постоянный градиент концентраций и наблюдается стационарный режим (пленочная теория). Для произвольных значений времен обновления модель учитьгеает оба механизма массопередачи — стационарный и нестационарный. Математическая формулировка пленочно-пенетрационной модели сводится к решению уравнения (4.12) при условии, что постоянное значение концентрации задается не на бесконечность, как в модели Хигби, а на конечном расстоянии от поверхности тела. Величина этого расстояния, как правило, неизвестна, и не указаны какие-либо надежные модели ее определения. [c.175]

I — линейные. механизмы И — нелинейные механизмы III —первые признаки появления турбулентности в динамическом слое JV —начало изменения профиля скорости VT V — нзчало изменения профиля температуры Gj-j- VI —развитие процесса перехода VII—каскадный перенос энергии к мелким вихрям VIII —развитая турбулентность нейтральная устойчивость возмущения с максимальной скоростью усиле- ия Get — конец перехода ламинарного пограничного слоя. Пространственный размер каждой зоны соответствует условиям течения около поверхности, нагреваемой тепловым потоком плотностью "=1000 Вт/м2. [c.39]

Механизм процесса массопередачи, согласно взглядам Данквертца, Р. Трейбал [1491 описывает следующим образом ... вихри непрерывно переносят элементарные объемы жидкости из ядра потока с постоянной концентрацией С А К поверхности раздела фаз, здесь вихри задерживаются весьма короткий промежуток времени, в течение которого распределяемое вещество проникает в жидкость в стандартных условиях молекулярной диффузии. По истечении короткого времени пребывания данный вихрь уносится в основной объем и замещается новым вихрем, смывающим поверхность раздела . [c.14]

Турбулентное течение в отличие от ламинарного неупорядочено. Линии тока, если их вообще удается различить, хаотично переплетаются. Скорость движения изотермического турбулентного потока практически постоянна по поперечному сечению канала. К механизму теплопроводности добавляется перенос энергии поперек основного потока турбулентными вихрями. [c.27]

Количественное описание элементарного акта флотации является сложной задачей, решения которой основаны на различных представлениях о физической сути процесса (см. раздел 9.2). Как известно, для описания сходной задачи сорбции, лимитируемой скоростью переноса молекул примеси в жидкой фазе, применяют уравнения диффузии. Хаотическое движение частиц в турбулентных потоках можно описать аналогичными уравнениями, подставив в них значения коэффициента турбулентной диффузии. Диффузионное уравнение турбулентной миграции частиц типа (9.7) корректно в том случае, когда характерный линейный размер исследуемого потока значительно превосходит внутренний масштаб турбулентных вихрей (размер самых мелких пульсаций). Вместе с тем в отличие от молекул сорбируемых веществ частицы обладают конечными размерами и массой, что вызывает отклонение их траекторий от линий тока жидкости. В. Г. Левич показал, что для частиц субмикронных размеров вероятность осаждения по диффузионному механизму значительно выше, чем вследствие инерционного сноса. В то же время большинство исследователей при анализе гидродинамического этапа элементарного акта флотации рассчитывают траекторию частицы на основе баланса сил тяжести, инерции и вязкого сопротивления без учета пульсационной составляющей скорости. Оценочные расчеты, однако, показывают, что даже для колонных аппаратов, в которых отсутствуют механические перемешивающие устройства, вследствие диссипации энергии всплывающих пузырьков частицам сообщается пульсационная скорость, соизмеримая со скоростью их седиментации. Известно, что уже при Кеь=20 за пузырьком возникает вихревое течение, способное засасывать относительно мелкие частицы. Таким образом, при изменении типоразмера флотационной машины может изменяться не только скорость осаждения частиц на пузырьки, но и его механизм. Невозможность создания флотационной машины, оптимальной при обогащении сырья различного гранулометрического и химического состава, обусловлена различиями необходимых гидродинамических условий процесса. [c.213]