Однофазные потоки профиль скоростей

Изучая дисперсию вещества, впрыскиваемого в протекающий по трубе поток, Тейлор установил, что даже при отсутствии молекулярной диффузии, только вследствие неизбежной неравномерности профиля скоростей потока, создается неравномерное распределение концентраций по его сечению. Тейлор последовательно рассмотрел режимы ламинарного [14] и турбулентного [15] течений жидкости. Разработанная им теория объясняет рассеяние веществ в полых длинных трубах при протекании однофазного потока [76, 77]. [c.31]

Увеличение коэффициента сопротивления в 2,75 раза по сравнению со случаем движения однофазного потока связано с тем, что при течении газожидкостной смеси в калачах происходит перестройка структуры потока и профиля скоростей, а также ускорение в верхнем и замедление в нижнем калаче истинных скоростей течения жидкости. [c.117]

По этой причине профиль средней скорости газа является почти везде плоским, и можно считать, что газ движется в одном направлении с постоянной для всего сечения скоростью как некоторый снаряд . Методы исследования задач такого типа для "однофазных потоков хорошо разработаны и содержатся в обычных учебниках по газодинамике [2, 3]. В этих методах [c.319]

Взаимодействие между частицами пыли приводит к ускорению одних и замедлению других [Л. 51], а также к увлечению одних частиц другими в тонкий и грубый продукты разделения как будет показано ниже, при сепарации пыли именно эти факторы вызывают резкое снижение эффективности разделения с увеличением концентрации. Кроме того, воздействуя на несущий поток, твердая взвесь деформирует профиль скоростей однофазной среды, что в свою очередь непосредственно сказывается на траекториях пылинок. [c.120]

При ламинарном режиме профиль скоростей в поперечном сечении однофазного потока имеет форму параболоида. При турбулентном режиме локальные скорости направлены не только по оси потока, но и в перпендикулярном направлении в ядре потока нет значительного изменения скоростей, и профиль скоростей в поперечном сечении менее выпуклый, чем при ламинарном режиме. Граничное значение Re, при котором ламинарный режим переходит в турбулентный, в обычных условиях (гладкие трубы, отсутствие значительных [c.42]

Равновесное течение. Случай равновесного гетерогенного течения является предельным случаем, математическое и физическое моделирование которого не вызывает больших трудностей. Малоинерционные частицы, присутствующие в равновесном течении, полностью отслеживают турбулентные пульсации скорости несущего газа (см. табл. 1.1). Вследствие этого профиль осредненной скорости этих частиц будет в точности повторять соответствующий профиль для несущей фазы. В частности такие малоинерционные частицы используются при исследовании однофазных потоков с использованием ЛДА. Получаемая в результате измерений скорость частиц-трассеров ассоциируется со скоростью газа. Правда, надо иметь в виду то обстоятельство, что объемная (массовая) концентрация малоинерционных частиц-трассеров, вводимых в однофазный поток, пренебрежимо мала. Вследствие этого обратное влияние частиц не характеристики [c.97]

Аналитическое решение задачи о движении пленки на вертикальной поверхности под воздействием газового потока рассмотрено П. Л. Капицей [Л. 37, 38] и А. А. Семеновым [Л. 75]. Результаты решения приводят к выводу, что процесс обтекания газовым потоком волн на поверхности жидкости аналогичен обтеканию выступов на твердой шероховатой поверхности. Это положение нашло экспериментальное подтверждение, в частности, в исследованиях, проведенных в Ленинградском политехническом институте (ЛПИ) [Л. 51] и в атомном центре в Харуэлле [Л. 125, 131]. Измерения полей скоростей в трубе при течении водо-воздушной смеси показали, что типичный профиль скорости, присущий однофазному потоку, становится в данном случае менее заполненным и напоминает распределение скорости в трубе с очень шероховатыми стенками (рис. 1-8). [c.16]

Наличие совпадающих профилей скоростей и концентраций (а для тепловых процессов и температур), очевидно, и послужило основой для развития методов расчета тепло- и массопередачи по коэффициентам трения в однофазном газовом потоке, ограниченным твердыми стенками. [c.262]

Отклонения от поршневого или пробкового режима течения являются следствием осевого рассеяния под влиянием одного или нескольких из следующих факторов 1) радиального градиента скорости в канале 2) турбулентной диффузии или перемешивания и 3) молекулярной диффузии. Тейлоровская диффузия, обсуждавшаяся в разделе 3.8, есть результат как градиента скорости, так и молекулярной диффузии и перемешивания в радиальном направлении. Даже при отсутствии молекулярной диффузии и перемешивания растворенное вещество (метка) распределено в аксиальном направлении, если существует градиент скорости. Степень такого осевого рассеяния может быть рассчитана, если известен градиент скорости (как при ламинарном течении в круглой трубе, где скорость представляет собой параболическую функцию радиуса). Осевое рассеяние в жидкостях, текущих в каналах без насадок, почти полностью определяется градиентами скорости. В противоположность этому, в однофазном потоке через слой малых частиц одинакового размера режим течения весьма близок к поршневому, если размер слоя насадки велик по сравнению с размером частиц. В этом случае профиль скорости совсем плоский, вследствие чего осевое и радиальное рассеяния происходят [c.148]

Переход от пробкового потока к дисперсно-кольцевому. Как видно из предыдущего параграфа, большинство границ режима дисперсно-кольцевого потока установлено из визуальных наблюдений течения в каналах. Это, конечно, не совсем удовлетворительный критерий. Было бы лучше дать количественное описание переходов между различными режимами, основанное на внезапном изменении тех физических величин, которые можно измерить. Хорошо известно, что в однофазном потоке ламинарный поток от турбулентного отличается внезапным изменением закона гидравлического сопротивления. Но могут быть выбраны и другие параметры, например изменение профиля скорости или устойчивости окрашенного следа в струе. [c.201]

Экспериментальные исследования показали также целесообразность увеличения длины камеры смешения до 40—50 вместо 8—10 калибров для однофазных струйных аппаратов (25, 31 ]. Это связано, по-видимому, с тем, что образование однородной газожидкостной эмульсии требует большей длины пути перемешивания, чем выравнивание профиля скоростей однофазного потока. В исследовании, специально посвященном этому вопросу [87, 88 ], авторы следующим образом представляют процесс разрушения рабочей струи. Струя рабочей жидкости в газовой среде разрушается в результате того, что капли выпадают из ядра струи. Разрушение струи начинается с появления ряби (волн) на ее поверхности на расстоянии нескольких диаметров от среза сопла. Затем амплитуда волн растет до тех пор, пока капли или частицы жидкости не начнут выпадать в окружаю- щую среду. По мере развития процесса ядро струи уменьшается и в конце концов исчезает. Расстояние, на котором происходит разрушение струи, считается зоной перемешивания, в которой сплошной средой является инжектируемый газ. После скачкообразного повышения давления сплошной средой становится жидкость, в которой распределены пузырьки газа. [c.213]

Для газов число Пр а. 1 л ,. //ав-ляет порядка 1, а для капельных жидкостей — порядка 10 . Отсюда еле-дует, что профили скоростей и концентраций в однофазном газовом потоке будут совпадать, в то время как в жидкости влияние вязкости будет сказываться сильнее, чем молекулярной диффузии, и поэтому профиль концентраций будет более вытянутым. [c.201]

Интенсивность теплоотдачи при вынужденном течении жидкости. При существенном не-догреве жидкости, подаваемой на вход равномерно обогреваемой трубы, температурный профиль стенки по длине канала имеет вид, показанный на рис 2. На начальном участке АВ теплообмен происходит по закону конвективной теплоотдачи к однофазному теплоносителю. Далее (участок ВС) следует переходная область, в которой начинается кипение и происходит вырождение влияния скорости потока на интенсивность теплоотдачи. За переходной областью находится участок развитого поверхностного кипения СО. На этом участке интенсивность теплоотдачи остается величиной постоянной, т. е. не зависит от скорости потока и температуры жидкости [20—22]. [c.86]

Рассмотрим сначала однофазную систему, представляющую собой ноток п-компонентного газа, и предположим, что физические свойства его постоянны, а скорости массообмена с поверхностью, ограничивающей поток, для всех компонентов газа весьма малы. Профили скоростей и температур в этой системе совпадают с аналогичными профилями в потоке чистого газа, обладающего теми же физическими свойствами, что и анализируемая газовая смесь. Поэтому для нахождения коэффициентов трения и теплоотдачи в и-компо-нентном потоке можно применять корреляции, приведенные в главах 6 и 13. Если, кроме того, эффективный коэффициент диффузии D im, определяемый уравнением (17.56), постоянен для некоторого [c.614]

Газ поступает вниз колонные массовой скоростью в поперечном сечении моль/(ч-м ), перпендикулярном газовому потоку, а жидкость подается сверху с массовой скоростью моль/(ч-м ). Мольные доли абсорбированного компонента обозначим через У я X в газовой и жидкой фазах соответственно. Будем предполагать, что газ и жидкость проходят через колонну в поршневом режиме, т. е. с плоским профилем концентраций и скоростей в любом горизонтальном поперечном сечении. Эффекты поперечной неравномерности распределения потоков и продольного перемешивания освещены в главе 4 для однофазного течения и в главе 11 —для противоточных двухфазных потоков. [c.461]

Уравнение (2.65) содержит три составляющие полной раяности давлений в двухфазном потоке. Первая из них связана с преодолением сил трения, вторая — с затрата ми потенциальной энергии давления на ускорение потока и третья — с преодолением сил поля земного тяготения, аналогично тому как это делается и для однофазного потока. Для однофазного потока задача упрощалась в связи с тем, что без ущерба для точности решения можно Рис. 2.7. К определению было принять постоянными по сечению гидравлического сопротив- давлениеР и плотность жидкости р . Как леиия двухфазного потока, было показано в предыдущем разделе решение задачи было связано с определением профиля скорости жидкости по сечению потока, необходимого для интегрирования уравнения по /. [c.80]

В большинстве случаев аппараты с компактной струей относятся к изотермической группе. Наряду с традиционной формой проточной части (рис. 6.3.4.1, а) применяются ЖГСА, в которых рабочая жидкость подается в камеру смешения через несколько рабочих сопел или одно сопло (многоструйное, рис. 6.3.4.1, г) с несколькими отверстиями. Увеличение поверхности контакта фаз взаимодействующих сред приводит к увеличению коэффициента инжекции при прочих равных условиях. Эффективность ЖГСА возрастает также в случае увеличения длины камеры смешения до 40-50 вместо 8-10 калибров для однофазных СА. Это связано с тем, что образование однородной газо-жидкостной эмульсии требует большей длины пути перемешивания, чем выравнивание профиля скорости однофазного потока. В этом случае отпадает необходимость в диффузоре. [c.425]

В работе [41] определяли коэффициент продо31ьного перемешивания Е импульсным методом для однофазного (вода) и двухфазного (керосин — вода) потоков при различных интенсивностях перемешивания, производительностях и геометрических размерах РДЭ. Зависимость Е от скорости вращения ротора 5 представлена на рис. 2. Сплошными и пунктирными линиями показаны зависимости для диаметров экстрактора 56 и 100 мм соответственно. Во всех случаях величина Е, существенная при отсутствии перемешивания, с увеличением s сначала уменьшается, проходит через минимум и затем опять увеличивается, превышая значение Е, отвечающее s=0. Такой характер зависимости Я от s объясняется значительной поперечной неравномерностью профиля скоростей при неинтенсивном [c.109]

Рис. 5.28 показывает, что продольная скорость частиц больше скорости газа по всему пограничному слою, причем при ж < 1 (Stkf > 1) она отлична от нуля на поверхности пластины. Это происходит вследствие инерции частиц. Различие в скоростях между фазами ведет к интенсивному обмену импульсом, следствием которого является большая наполненность профиля скорости газовой фазы по сравнению со случаем однофазного течения. В [17] отмечается, что релаксация скоростей фаз практически заканчивается при ж = 5 (Stkf = О, 2), а структура течения при различных значениях массовой концентрации частиц М однотипна. Профили продольных скоростей обеих фаз при больших ж (малых Stkf) становятся автомодельными. Данные предельные профиля могут быть получены из решения уравнений Прандтля для однофазного газа с увеличенной плотностью ре = р + Ф рр = = р(1 + М). Таким образом после релаксации скоростей данное течение опять (как набегающий на пластину поток) становится квазиравновесным. [c.153]

Ламинарный профиль однофазного течения был значительно более наполненным, чем классический теоретический профиль Блазиуса (аи 0) вследствие турбулентности внешнего потока (в условиях данных экспериментов (Ти 6, 5%). Традиционный профиль Блазиуса для ламинарного пограничного слоя однофазного потока на плоской пластине представляется в координатах UxfUxo = /(<р), где ip = y JUxofvx. При значении v = 5,0 относительная скорость Ux/Uxo = 0,99, т. е. это значение определяет толщину пограничного слоя <5э9, а именно, Sqq/x = 5/ Zne ". При использовании такого традиционного определения растянутая погранслойная координата (р связана с относительной координатой у = у/Sqq соотношением (р = 5 у/6дд) = 5у. На рис. 5.38 профиль Блазиуса построен для экспериментального значения gg = 0,85 мм. Измерительное сечение отстоит на расстояние х = 23, б мм, что соответствует R x = 2,1 10 , отсчитываемому от передней критической точки вдоль обтекаемой поверхности. При соблюдении указанных выше соотношений между (5gg/х и R x, характерных для обтекания невозмущенным потоком плоской пластины, расчетное значение <5дд = 0,81 мм, что лишь на несколько процентов отличается от измеренного значения на стержне с полусферическим затуплением. Это согласуется с литературными данными [29], согласно которым турбулизация внешнего потока должна приводить к росту толщины ламинарного пограничного слоя. [c.160]

Присутствие частиц в потоке оказывает существенное влияние на профиль осредненной скорости несущей фазы в нсевдоламинарном пограничном слое (см. рис. 5.38). Профиль становится более заполненным вследствие ускорения воздуха частицами вблизи стенки. Это согласуется с выводами работы [17]. Различие между скоростями воздуха однофазного и гетерогенного течений достигает своего максимума именно вблизи стенки, где имеется наибольшая разница в скоростях газовой и твердой фаз вследствие инерции частиц. Число Рейнольдса частицы в этой области значительно превосходит соответствующую характеристику в набегающем потоке и равно Rep = 15 — 25. Наполняя профиль осредненной скорости, частицы увеличивают ее градиент на стенке, что приводит к росту поверхностного трения в ламинарной области пограничного слоя. Наполнение профиля скорости приводит также к уменьшению формпараметра профиля в этой области, приближая его значение к значению, характерному для турбулентного пограничного слоя и, таким образом, ускоряет начало перемежающегося ламинарно-турбулентного течения. [c.162]

Наличие соЬпадающих профилей скоростей и концентраций (а для тепловых процессов и температур) и послужило основой для развития методов расчета тепло- и массопередачи по коэффициентам трения в однофазном газовом потоке, ограниченном твердыми стенками. Так, например, Колборн, воспользовавшись той аналогией и введя безразмерный /-фактор, установил зависимость [c.178]

Деформация профиля скорости Жидкости в двухфазном потоке вызвана двумя основными причинами. Во-первых, вследствие неравномерности распределения газосодержания по радиусу трубы внутри потока возникает подъемная сила. Так, например, пристенный слой имеет меньшую плотность смеси, чем поток в центральной части трубы, В результате происходит деформация профилей касательного напряжения по сечению трубы в двухфазном потоке, как правило, имеется значительное отклонение от линейного распределения, характерного для однофазного течения. Второй причиной, хфиводя-щей к выполаживанию профиля скорости, является повышенная интенсивность турбулентного перемешивания по сравнению с однофазным турбулентным, а тем более ламинарным течением. При этом наибольшее влияние оказывает относительное движение газовой фазы при малом значении приведенной скорости жидкости (сравнимой со скорост подъема пузырьков в неподвижной жидкости). Наиболее близкими к ударным являются профили скорости при малых скоростях жидкости 18]. [c.99]

Распределение скорости газа в поперечном сечении транспортного трубопровода, несмотря на низ1 1е концентрации ТМ, существенно отличается от характерного для однофазного газового потока. Наличие твердых частиц вызывает деформацию скоростного профиля газа, причем в случае вертикального пневмотранспорта происходит выравнивание скоростей в сечении с одновременным увеличением пристеночных градиентов скоростей. Экспериментально доказано, что при этом изменение скоростей по нормали к поверхности в присутствии твердых частиц продолжает следовать закону стенки (2.25а). [c.252]