Течение вдоль плоской стенки

Рассмотрим свободную конвекцию воздуха вдоль нагретой вертикальной трубы (рис. 7.1). Как и при вынужденном обтекании, около трубы имеется пограничный слой. Вначале толщина слоя и скорость воздуха малы, течение ламинарное. Коэффициент теплоотдачи а в этой области по мере продвижения вверх уменьшается. Далее, при определенной толщине слоя ламинарное течение теряет устойчивость, струйки воздуха испытывают поперечные колебания и течение становится волновым (локонообразным). В верхней части трубы упорядоченное движение нарушается, воздух интенсивно перемешивается, образующиеся вихри систематически отрываются от поверхности трубы, т.е. здесь имеет место турбулентный режим движения воздуха. Таким образом, как и при вынужденном обтекании пластины, в случае свободной конвекции около вертикальной трубы (или вертикальной плоской стенки) наблюдается ламинарный, переходный и турбулентный режимы течения в пограничном слое. В соответствии с этим находится и характер изменения а по высоте стенки (рис. 7.1). В области турбулентного пограничного слоя значение а практически постоянно, так как оно в значительной степени зависит от толщины вязкого подслоя, которая (в отличие от вынужденного обтекания пластины) не возрастает, а остается постоянной. В первую очередь это объясняется тем, что по мере продвижения к верхнему краю стенки скорость свободного движения воздуха увеличивается, в то время как при вынужденном обтекании пластины [c.218]

Плоская пластина. При течении жидкости (газа) вдоль плоской поверхности (пластины) в пристенной зоне образуется гидродинамический пограничный слой, в пределах которого скорость изменяется от значения оУо на внешней границе до нуля на стенке. На начальном участке пластины, пока пограничный слой тонкий, течение ламинарное. Далее, на некотором расстоянии Хкр от передней кромки пластины течение в пограничном слое становится турбулентным. Условная граница перехода от ламинарного режима течения к турбулентному определяется критическим значением числа Рейнольдса [c.173]

Течение вдоль плоской стенки [c.53]

Величина к, согласно результатам измерений, является универсальной постоянной турбулентного течения и равна 0,4. Вторая постоянная С] зависит от свойств обтекаемой поверхности. Универсальный закон распределения скоростей (115), выведенный для течения вдоль плоской стенки, оказывается справедливым и при течении жидкости в круглой трубе. На рис. 6.16 проведено сравнение результатов расчета по формуле ( 115) при [c.321]

На фиг. 11.1 показано течение взвеси вдоль плоской пластины. Обычное развитие пограничного слоя тормозится, так как частицы не в точности следуют за замедлением жидкости вблизи стенки. Этот эффект [c.340]

Воздух с температурой 28 °С и давлением 0,1 МПа течет вдоль вертикальной плоской поверхности высотой 0,6 м скорость вынужденного течения 1,5 м/с. Поверхность является изотермической. В каком диапазоне температур стенки /о влияние естественной конвекции будет пренебрежимо малым на всей длине пластины [c.662]

Чтобы показать относительный вклад каждого из механизмов конвекции в перенос тепла, рассмотрим равномерное ламинарное течение (U o, toe), направленное вверх вдоль плоской вертикальной поверхности высотой L. Предполагается, что стенка имеет равномерную температуру о, которая выше температуры окружающей среды to . В этом случае выталкивающие силы способствуют вынужденному течению. За х принимаем координату в направлении течения. Уравнение Навье — Стокса в направле- [c.576]

Ламинарное течение вдоль плоской стенки [c.130]

Течение вдоль плоской стенки. ......................................... [c.10]

Вновь введем в рассмотрение некоторый характерный размер системы I (при течении потока в протяженном канале это может быть его эквивалентный диаметр, при течении вдоль плоской стенки — ее длина, а при обтекании сферы или цилиндрического тела — их диаметр). Введем также характерные для системы значения скорости потока 11о и концентрации Со. Перейдем в уравнении (1.23) к относительным величинам скоростей, координат и концентраций [c.20]

Теплоотдача при продольном течении потока вдоль плоской стенки [VII-1] [c.564]

При течении воздуха вдоль плоской стенки коэффициент теплоотдачи а, можно определить из выражений при Не < 16000 [c.274]

В практике эксплуатации печей большое значение имеет течение струи вдоль плоской стенки (полуограниченная струя). Теоретическое решение подобной задачи. в случае турбулентной струи вызывает большие трудности из-за (неоднородности граничных условий у стенки и на свободной поверхности струи. [c.75]

Теплоотдача при продольном течении потока вдоль ПЛОСКОЙ стенки [VII- ] [c.564]

Гидродинамическое рассмотрение течения жидкости через капилляр проводится в предположении, что радиус действия пристенных сил мал по сравнению с радиусом капилляра, и движение жидкости в капилляре можно рассматривать как движение вдоль плоской стенки. Для нахождения скорости кинетического скольжения жидкости используются уравнение Навье — Стокса и уравнение непрерывности. Решение этой системы уравнений для стационарного течения и несжимаемой жидкости дает [c.170]

Как видно из рис. 3.8, изменение д в зависимости от х как на выпуклой, так и на вогнутой стенках носит отчетливо выраженный монотонный характер и не содержит никаких аномалий, свойственных поворотным каналам [42 ]. Кроме того, имеет место более интенсивное нарастание величины д на выпуклой поверхности по сравнению с вогнутой, что, на первый взгляд, принципиально отличает данный тип течения от того, которое формируется в поворотных каналах. При этом распределение толщины вытеснения вдоль плоской стенки, полученное при прочих равных условиях при обтекании модели двугранного угла с прямолинейно сопрягаемыми гранями, занимает некоторое промежуточное положение, что вполне понятно, хотя оно и имеет несимметричный характер относительно соответствующих изменений д для Яб и Я6 . Это полностью согласуется с аналогичными результатами, полученными при обтекании моделей с меньшей кривизной поверхностей. Попробуем разобраться в причинах отмеченного отличия. [c.184]

Исследованию подобных течений посвящена работа [27], в которой изучалось течение в пограничном слое, возникающее в случае, когда выталкивающая сила действует в направлении от стенки. Были рассмотрены два случая плоское течение вдоль двумерной поверхности, когда происходит втекание жидкости на передней кромке, и радиальное растекание (или растекание на диске), когда жидкость движется по радиусу наружу, к краю поверхности. Были получены решения для изотермической стенки и для постоянной плотности теплового потока на поверхности. [c.534]

Полученные соотношения справедлйвы для развитой турбулентности и могут быть использованы для анализа движения потока жидкости не только вдоль плоской стенки (внешняя задача), но и при турбулентном течении в трубах (внутренняя задача). [c.31]

Чтобы оценить влияние стенки аппарата на псевдоожижение слоя с внутренним препятствием, рассмотрим предельный случай, когда цилиндр касается плоской стенки вдоль образующей и ориентирован нормально к потоку, направленному вдоль стенки (рис. 8). Непосредственной проверкой можно убедиться, что в этом случае комплексный потенциал течения такой [c.51]

Канальный диффузор. Лопасти диффузоров отличаются малой относительной высотой 1 Ь, поэтому концевые потери составляют заметную долю потерь в диффузоре. Одним из возможных путей уменьшения концевых потерь является применение канальных диффузоров с плоскими стенками в основном участке (см. рис. 10.7). Во входном участке диффузора вдоль поверхности АВ скорость снижается от с% перед диффузором до сь в горле диффузора (на ортогонали ВВ). В области течений вдоль АВ имеет место поперечный градиент давления, поэтому возникают концевые потери, как и в обычном лопастном диффузоре. Но уже на небольшом удалении от горла поперечные градиенты скорое- [c.258]

Определим число молекул (2), сталкивающихся с плоской поверхностью площадью в 1 в течение 1 сек. Представим себе площадку указанного размера, выбранную на плоскости уг. Если средняя скорость движения молекул вдоль оси х равна и, то, очевидно, в течение 1 сек о рассматриваемую площадку ударятся все молекулы, находящиеся внутри параллелепипеда высотой и. Прн концентрации молекул, равной п см , чксло молекул в объеме параллелепипеда равно пи. Таким об-ргзом, частота ударов молекул о стенку также равна пй, т. е. [c.109]

Уравнения (8-101) и (8-102) можно применять не только к плоским стенкам, но также и к течению жидкости снаружи трубок вдоль их оси. [c.418]

Очень тонкий ламинарный слой, непосредственно примыкающий к стенке, обычно называют ламинарным подслоем, так как в этой области преобладаю вязкие силы. К этому подслою примыкает область с сильно развитым турбулентным течением, называемая переходным слоем, в котором средняя скороси. в осевом направлении быстро увеличивается с расстоянием от стенки. Третья область — основной поток — отличается от двух предыдущих тем, что в пей преобладают инерционные силы, а изменения скорости с расстоянием от стенки относительно малы. В переходном слое развивается интенсивная мелкомасштабная турбулентность, в то время как в основном потоке существует крупномасштабная турбулентность. На самом деле большинство вихрей образуется, конечно, на стенке и перемещается затем в основной ноток, где они затухают. Они зарождаются в виде мелких вихрей, имеющих высокие скорости, и затухают в виде крупных вихрей, имеющих низкие скорости. Пограничньп слой очень тонок на входе в канал или на передней кромке плоской пластины и утолщается с расстоянием вниз но потоку вдоль стенки, по мере того как силы сопротивления замедляют все большую массу жидкости. Эффект утолще ния пограничного слоя показан на рис. 3.6 и 3.7 [16, 17]. [c.46]

На течение жидкости в развитом турбулентном пограничном слое, как и на профиль скоростей при ламинарном, влияют градиенты температуры в пограничном слое, вызывающие изменение вязкости и деформации профиля скоростей. Поэтому распределения скоростей и температур в пограничном слое оказываются взаимосвязанными. Точный расчет представляет большие трудности, поскольку в общем случае гидродинамический и тепловой пограничные слои деформируются по-разному. В связи с этим в расчетные зависимости, получаемые на основании обобщения опытных данных, вводится отношение Ргж/Ргет Для учета влияния направления теплового потока на профиль скоростей. Для расчета значений аор при движении потока вдоль плоской стенки рекомендуется формула [c.304]

Несколько исследований было посвящено изучению свобод-ноконвективного течения около плоской вертикальной поверхности, которое создается при горении вдоль стенки. Такую зону горения можно разбить на две области. В области пиролиза материал стенки газифицируется и частично горит в газовой фазе вблизи поверхности. В надпламенной области процесс горения завершился и тепловой факел, генерируемый горением, поднимается свободно или вдоль поверхности, если на этом участке сохранилась несгоревшая стенка. Выталкивающая сила уменьшается в направлении течения вследствие подмешивания окружающей жидкости и потерь тепла в стенку. На рис. 6.8.1 показана схема установившегося плоского ламинарного диффузионного пламени около вертикальной пластины из пиролиз- [c.402]

Полуоесконечный объем жидкости с постоянными р и г с одной стороны ограничен плоской стенкой (расположенной в плоскости хг). Первоначально жидкость и твердая поверхность покоятся, но в момент времени ( = О твердая поверхность приходит в движение в положительном направлении оси х со скоростью V (рис. 4-1). Требуется определить скорость как функцию у и г. Вдоль оси X градиент давления отсутствует, составляющая силы тяжести равна нулю п предполагается, что течение ламинарное. [c.119]

В [30] представлены результаты численного моделирования турбулентного пограничного слоя, сформированного под действием распространяющегося плоского скачка вдоль запыленной стенки. Задача формулировалась в связанных со скачком координатах. Смесь моделировалась как единый газ различной начальной плотности, т. е. предполагалось тепловое и скоростное равновесие фаз. Кроме того, предполагалось, что как чистый газ, так и смесь его с частицами описываются одним значением показателя адиабаты, равным 1.4. Концентрация сдвигового слоя на стенке в начальный момент времени аппроксимировалась функцией tanh(x). На границе накладывались дополнительно синусоидальные возмущения. Решение соответствующей краевой задачи для уравнений нестационарной газовой динамики, к которой свелась задача определения поля течения, было проведено методом Годунова высокого порядка точности. Численные расчеты по определению положения сдвигового слоя показали, что он свернут во вращающиеся структуры, которые подхватывают материал из слоя. Пограничный СЛ.ОЙ растет линейно с расстоянием за скачком в результате крупномасштабного слияния этих вихрей. Результаты сравниваются с экспериментальными данными [31]. Влияние пыли на поток газа заключалось в изменении скорости потока, особенно в пристенной области, где высока плотность пыли. При этом неравновесные эффекты, вязкость жидкости и пространственная картина течения слабо влияют на параметры потока. [c.198]

В настоящем параграфе мы рассмотрим задачу, которая является прототипом многих более сложных задач, а именно задачу о течении со скольжением (задачу Крамера). Она представляет собой абстракцию реальной физической проблемы и заключается в расчете стационарного поля скоростей газа, текущего вдоль направления I по бесконечной плоской стенке, расположенной в плоскости х=0. Поскольку имеет место перенос импульса к стенке, а скорость газа вдоль линий тока не меняется, поток г-компоненты импульса в направлении к стенке должен быть постоянным. Вдали от стенки справедливо решение Чепмена—Энскога, а чтобы поток икшульса оставался постоянным, скорость течения на больших расстояниях должна зависеть от х линейно см. (5.4.33) и (5.4.46)], т. е. [c.458]

Течение на начальном участке плоского канала. Данный пример иллюстрирует типичную для течений вязкой жидкости проблему постановки граничных условий на входе в капал и выходе из капала. Задача ставится следующим образом. В плоский канал длиной L и шириной 2R втекает жидкость, имеющая на входе заданную скорость. Будем считать течение на входе безвихревым. Это значит, что горизонтальная составляющая скорости на входе постоянна (и = onst), производная вертикальной компоненты скорости вдоль потока равна нулю. На стенках канала предполагаются заданными условия прилипания . [c.200]

В большинстве исследований ламинарной области пиролиза пристенной зоны горения, например в работах [50, 51], предполагается, что происходит одноступенчатая реакция в бесконечно тонком плоском диффузионном пламени, причем между стенкой и пламенем нет кислорода, а снаружи пламени нет горючего. Для реальных пламен нельзя точно определить границу между областью пиролиза и надпламенной областью, поскольку скорость пиролиза непрерывно изменяется вдоль стенки. Однако она существенно зависит от температуры, и длина переходного участка между обеими областями довольно мала. Сначала рассмотрим свободноконвективное течение в диффузионном пламени, а затем — в надпламенной области. [c.403]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология