Движущая сила при течении жидкостей

Для вычисления средней величины движущей силы ее выражают через начальные (на входе в аппарат) и конечные (на выходе из аппарата) концентрации. При этом получаются различные выражения для прямотока, противотока и перекрестного течения газа и жидкости [109, 185, 194]. Для аппаратов полного смешения средняя движущая сила АС(.р равна конечной АС на выходе из аппарата. Применительно к пенным аппаратам, с точки зрения интенсификации процесса, важно, что [c.10]

Гравитационная выталкивающая сила (рг — р) является движущей силой, приводящей к возникновению течения. В аналитическом описании она входит в общее векторное уравнение баланса сил и количества движения. Другими балансовыми уравнениями являются уравнение неразрывности (баланс масс) и уравнение баланса, описывающее любой процесс переноса, вызывающий изменение плотности. Таким образом, всегда имеются по крайней мере три совместных уравнения, определяющие параметры течения скорость, давление и температуру или концентрацию. Кроме того, необходимы некоторые уравнения, связывающие параметры состояния, в частности, уравнение р = р( , С,р). Требуется также знать коэффициенты молекулярного переноса вязкость х для ньютоновской жидкости, коэффициент теплопроводности к, коэффициент диффузии компонентов О в законе Фика и некоторые другие коэффициенты, которые могут появиться в специальных случаях течения. [c.29]

Это выражение будет положительным, если с" > с. Это означает, что отношение члена, связанного с давлением, к выражению для общего осмотического тока [см. уравнение (2.108)] всегда положительно, т. е. происходит перенос жидкости от разбавленного раствора к концентрированному. Следует отметить, что разница осмотического давления через поверхности соответствует равновесию, и поэтому она не может быть причиной течения жидкости. Движущей силой течения жидкости является падение давления в мембране. Этим же можно объяснить и изменение потенциала через мембрану. [c.119]

Эта группа простых приборов состоит в основном из разнообразных сосудов для истечения жидкостей различных конструкций и упрош,енных вращательных приборов, например воронки I I. Сосуды для истечения применяются и в других отраслях, например Б нефтехимической промышленности. Принцип их устройства показан на рис. 12. . Известный объем краски помещается в вертикально расположенный цилиндрический сосуд, дно которого имеет короткий капилляр известной длины и диаметра. Краска вытекает через отверстие в дне сосуда (обычно после удаления пальца испытателя) секундомером замеряется время истечения. Концом истечения обычно считается момент, когда непрерывная струя краски распадается на капли. Возникает несколько вопросов для обсуждения. Во-первых, поскольку масса жидкости изменяется при испытании, движущая сила течения (обусловленная силой тяжести) через капилляр также меняется. Если краска [c.378]

Использование уравнения движения реальной жидкости совместно с уравнениями неразрывности позволяет решить основную задачу гидродинамики — определить поля скоростей, давление и плотность жидкости, движущейся под действием заданных внешних сил. Однако решение уравнений Навье—Стокса получено только для простейших случаев одно- и двухмерного потока. Кроме того, это уравнение ие описывает течение жидкости при турбулентном режиме. [c.276]

Движущей силой при течении жидкостей является разность давлений, которая создается с помощью насосов или компрессоров либо вследствие разности уровней или плотностей жидкости. [c.36]

Следует помнить, что при электроосмотическом течении жидкости через капилляр движущая сила имеет электрическую природу и она действует на периферические части цилиндра жидкости, заполняющей капилляр, где сосредоточены свободные противоионы. В результате этого" при наложении электрического поля скорость движения жидкости в капилляре будет сначала максимальной у стенки капилляра и минимальной у его оси. Затем, вследствие трения между слоями жидкости, скорости выравниваются и при стационарном режиме течения жидкость движется практически с одинаковой скоростью по всему течению капилляра. Схема, иллюстрирующая установление стационарного течения при электроосмосе, приведена на рис. VII, 29а. [c.212]

Вязкость можно рассматривать как меру энергии, рассеиваемой в форме теплоты в процессе течения жидкости. Растворы полимеров обладают более высокой вязкостью по сравнению с низкомолекулярными жидкостями. Даже в разбавленном растворе макромолекула, находясь в ламинарном потоке растворителя, разными своими частями оказывается в слоях, движущихся с разными скоростями. В результате этого молекулярный клубок испытывает действие момента сил, который заставляет его вращаться в потоке, что приводит к дополнительной затрате энергии. [c.98]

Сила, действующая на поверхность частицы, зависит только от течения жидкости в непосредственной близости от частицы. Однако на характер течения будут влиять также близлежащие объекты, например другие частицы. Чтобы упростить задачу, необходимо поэтому вначале рассмотреть одиночную частицу, движущуюся со скоростью Ur относительно бесконечной ньютоновской жидкости, в которой нет других источников появления сдвига. В этом случае также предполагается, что скорость частицы относительно жидкости остается постоянной, что может выполняться в условиях гравитационного осаждения. [c.24]

Поле течения вблизи частицы. Как уже отмечалось во введении, скорость конвективного массопереноса к частицам, движущимся в потоке жидкости, определяется полем течения вблизи частицы, причем существенны лишь относительные скорости обтекания. Это поле течения обусловлено как движением частиц в жидкости под действием внешних сил, например силы тяжести, так и градиентами скорости, которые имеют место в невозмущенном потоке (в отсутствие частиц). [c.104]

При расчете фильтрования считают, что течение фильтрата в порах осадка и через перегородки происходит в ламинарном режиме. Движение жидкости через перегородки и слой осадка связано с преодолением гидравлического сопротивления, которое обусловлено перепадом давления, служащего движущей силой процесса. Последняя при фильтровании может быть создана гидростатическим столбом суспензии или давлением газовой подушки, подачей суспензии насосом, отсосом ее под вакуумом, центробежным способом. [c.188]

При изучении горизонтальных течений делается попытка рассматривать их просто как предельный случай общей постановки задачи о наклонных течениях, описанной в разд. 5.2. Но из обсуждения этого вопроса в разд. 5.1 следует, что такой подход неправомерен. При 0 = 90° сила Bt в уравнении движения в направлении Л обращается в нуль. Поэтому движение полностью определяется действием силы В . Она вызывает только вертикальное движение, создавая градиент динамического давления дрт/ду. Последний косвенно воздействует на жидкость через градиент давления др /дх в направлении х и образует течение. Этот градиент давления и является единственной движущей силой, создающей течение. В этом состоит основное различие между течениями, образующимися при прямом и непрямом воздействиях выталкивающей силы. [c.228]

На рис. 5.3.10,0 видно, что вблизи поверхности жидкость, нагреваемая теплой стенкой, становится легче окружающей жидкости и накапливается на поверхности. Единственной движущей силой снова является сила, связанная с полем давления, индуцированным выталкивающей силой < 0. Градиент др/дх также отрицателен из-за утоньшения слоя с ростом х. Под действием этого градиента давления жидкость течет вовне и стекает с краев пластины. В условиях стационарного течения устанавливается такой пограничный слой, что максимальная его толщина имеет место в середине пластины и уменьшается к краям. Это течение в корне отличается от притекания к оси от краев и дальнейшего развития течения типа пограничного слоя, образующегося на нагретой горизонтальной поверхности, обращенной вверх. Здесь S О при л = О и обе величины, сила и производная db/dx, отрицательны. [c.248]

В предыдущих трех главах были подробно рассмотрены характеристики течения и переноса в тех случаях, когда выталкивающая сила возникала вследствие разности температур. Однако имеется важный класс течений, в которых движущая сила потока создается вследствие совместного влияния переноса тепла и химических компонентов. Подобные явления наблюдаются, например, при очистке емкостей, когда остатки жидкости диффундируют в окружающую среду, имеющую иную температуру, или при термообработке пластиков, а также при изготовлении кабелей с мягкой изоляцией. Перенос такого типа происходит и в ходе многих других химических процессов, когда создается разность концентраций разнородных веществ. Характеристики термической конвекции в атмосфере, обусловленной солнечным нагревом земли, зависят от разности концентраций водяного пара. Конвективные токи в толще воды возникают вследствие сравнимых по величине изменений плотности, обусловленных градиентами температуры и концентрации растворенных в воде веществ. Зачастую требуется в основном найти скорости переноса химических веществ и полной энергии. Подобные процессы рассматриваются в данной главе с целью определить параметры переноса на основе понимания основных механизмов таких течений. [c.335]

Примем, что течение жидкости в пленке ламинарно и что оно создается всецело силой увлечения жидкости движущимся паром вследствие трения на поверхности соприкосновения пара и жидкости. [c.184]

Кроме вязкости на кинетику процесса растекания и пропитки влияет величина os ф. Обнаружено [89], что нри пропитке пористых тел жидкими металлами вязкое течение не является доминирующим фактором и основную роль играет смачивание жидкостью поверхности. Уменьшение угла смачивания приводит к увеличению-движущей силы процесса и повышает скорость пропитки. Вязкое течение начинает оказывать влияние на процесс пропитки только при полном смачивании, когда скорость растекания очень велика." Кроме вязкости и угла смачивания большое влияние на кинетику растекания и смачивания оказывают размеры и форма пор, угол наклона стенок поверхностных канавок (см. выше). Изучение процессов растекания и пропитки осложняется явлением капиллярного гистерезиса. Это явление заключается в том, что подъем смачивающей жидкости в единичных капиллярах или пористых тепах происходит до квазиравновесных высот, соответствующих метастабильному равновесию [99]. Для единичных капилляров, имеющих переменное по высоте сечение, капиллярный гистерезис выражается в существовании нескольких равновесных высот капиллярного поднятия. Число этих высот зависит от геометрии капилляра и свойств жидкости. В частности, для сходящегося [c.117]

Насыщение первого ряда частиц адсорбента происходит с падающей скоростью, так как по мере приближения к предельному значению йр непрерывно уменьшается движущая сила процесса. Отрезок времени 0, в течение которого достигается предельное насыщение первого ряда частиц, называется периодом формирования фронта адсорбции. Начиная с момента т = То (с высоты в работающей зоне слоя адсорбента создается определенное распределение концентраций в обеих фазах и эта зона (фронт адсорбции) перемещается с постоянной скоростью, оставляя позади себя нарастающую зону насыщенного адсорбента. Очевидно, что при определенной высоте слоя Н = Н- Н.2, газ уйдет с концентрацией поглощаемого компонента == 0. При Н <3 - - Яг конечная концентрация > О, т. е. в потоке газа (или жидкости) наблюдается проскок поглощаемого компонента. Отрезок времени т от момента входа потока в слой адсорбента до его выхода из слоя с концентрацией = О (до начала проскока) называется временем защитного действия. На рис. ХП1-6, б приведена кривая, характеризующая изменение относительной концентрации поглощаемого компонента в потоке с/с по высоте слоя адсорбента или во времени. Эта кривая называется выходной кривой. [c.628]

На практике явление срыва стационарного противоточного течения дисперсного потока при некоторых максимальных для данной системы значениях расходов фаз получило название явления захлебывания)). Физический смысл его заключается в следующем [26]. При однородном по д движении частиц в дисперсном потоке в среднем имеет место равновесие между силой тяжести с учетом выталкивающей силы Архимеда и силой сопротивления. Такое равновесие математически выражается уравнением (3.3.2.51) и может реализоваться при двух (или даже при трех) значениях концентрации частиц. При захлебывании оба равновесных состояния исчезают, так как сила сопротивления, действующая на частицы, становится больше движущей силы и условие равновесия перестает выполняться. При этом реальный дисперсный поток в зависимости от типа дисперсной системы ведет себя различным образом. В системе твердое вещество— жидкость захлебывание приводит к переходному (нестационарному) процессу, в результате которого дисперсная фаза выбрасывается из канала вместе со сплошной фазой. В системе газ—жидкость в среднем поток остается стационарным, однако начинается интенсивная коалесценция пузырей, которая приводит к переходу в пенно-турбулентный режим течения и снижению силы сопротивления, действующей на пузыри. В системе жидкость— жидкость может наблюдаться как выброс дисперсной фазы, так и интенсивная коалесценция капель с последующей инверсией фаз. [c.187]

Под действием силы эти ионы движутся к катоду. В результате взаимодействия с растворителем они увлекают с собой его ближайшие молекулы, которые вследствие вязкости передают это движение более отдаленным слоям растворителя, наконец, вся жидкость в капилляре начинает двигаться. Течению противодействует сила внутреннего трения в жидкости. Сначала она мала, и скорость течения возрастает. С увеличением скорости сила трения возрастает до тех пор, пока не сравняется с движущей силой /). Так как две силы имеют противоположное направление, результирующая сила равна нулю, и жидкость продолжает двигаться с постоянной скоростью и. [c.81]

Конвективный теплообмен происходит благодаря контакту движущейся жидкости и твердой поверхности, имеющих различную температуру. Прн вынужденной конвекции движение вызвано не нагревом жидкости, как это наблюдается при естественной конвекции, а воздействием некоторой внешней силы. Энергия, поступающая извне, необходима для поддержания движения жидкости при этом действуют две силы — давление жидкости, зависящее от скорости потока (V2 Р ) и сила трения, обусловленная вязкостью жидкости ([х dv dy)). Влияние этих сил на теплоотдачу жидкости характеризуется безразмерным параметром — критерием Рейнольдса Не = pvX . Этот параметр характеризует также режим течения в пограничном слое, который самым непосредственным образом определяет теплоотдачу жидкости. [c.55]

При течении жидкостей движущей силой является разность давлений, которая создается с помощью насосов либо вследствие разно- [c.36]

Удельное сопротивление, сжимаемость осадка и содержание твердой фазы в суспензии. Из рассмотренного ранее (гл. I и II) видно, что величина удельного сопротивления осадка и сопротивление фильтровальной перегородки определяют скорость фильтрования и течения жидкости через слой при промывке осадка. На механизированных фильтрах при правильно подобранной фильтровальной перегородке ее сопротивление обычно составляет менее Vio сопротивления осадка , в связи с чем скорость процессов, осуществляющихся на. фильтрах и центрифугах, определяется величиной Поэтому, чем выше тем большие движущие силы должны быть использованы для достижения достаточных скоростей протекания процессов. Обычно при фильтровании под разрежением создаются перепады давления через слой порядка 0,2—0,6 ат, при фильтровании под давлением hP может достигать 5—10 ат, в центробежном поле на фильтрующих центрифугах АР составляет обычно 1—3 ат. [c.83]

При оценке влияния гидродинамики течения пленки жидкости на массообмен необходимо учитывать также продольное перемешивание. Влияние этого фактора проявляется в том, что объемы жидкости с более высоким содержанием тяжелокипящего компонента частично перемешиваются с объемами жидкости, содержащими меньшее количество тяжелокипящего компонента. Это приводит к уменьшению движущей силы массообмена и, как следствие, к снижению его интенсивности. [c.84]

ПЕРЕМЕЩЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ, может осуществляться в замкнутых каналах (трубопроводы в др.) под действием разности давлений на двух участках потока (напорное П. ж.) или под действием силы тяжести жидкости, имеющей своб. пов-сть, благодаря гидравлич. уклону (безнапорное П. ж.). Статич. давл. р в центре тяжести сечения потока и средняя скорость V течения в соответствующем сечении движущегося потока реальной (несжимаемой) жидкости связаны ур-нием Бернулли [c.430]

Движущей силой макродиффузии является наличие разности давлений или плотностей в отдельных участках системы. В этом случае перенос вещества, осуществляющийся струями жидкости или газа, зависит от характера движения последних, т. е. от гидродинамических и аэродинамических условий процесса. Движение жидкости или газа может быть ламинарным и турбулентным. При ламинарном течении жидкости или газа отдельные слои их перемещаются параллельно твердой поверхности, а перенос реагирующих веществ к реакционной зоне осуществляется за счет молекулярной диффузии. При переходе же к турбулентному режиму струи жидкости или газа начинают двигаться беспорядочно относительно твердой поверхности. При этом концентрации веществ в объеме жидкой (газообразной) фазы выравниваются быстро, а толщина диффузионного слоя уменьшается, вследствие чего константы скоростей диффузионных стадий процесса увеличиваются. Таким образом, переход от ламинарного режима к турбулентному при постоянстве других факторов благоприятствует переходу процесса в кинетическую область. [c.206]

Аналогично рассматривается и внутримолекулярное гидродинамическое взаимодействие в цепных молекулах. Присутствие элементов (мономерное звено, сегмент) цепной молекулы, движущейся относительно жидкости под действием внешней силы, возмущает течение жидкости вследствие сопротивления, оказываемого каждым элементом цепи. Таким образом, всегда существуют гидродинамические взаимодействия между частями асимметричного тела, погруженного в жидкость. Считается, что изменение течения в точке жидкости, удаленной на некоторое расстояние от элементов макромолекулы, будет складываться из возмущений, производимых каждым элементом в отдельности. [c.38]

Из первой гипотезы следует, что жидкость и материал иембраны составляют гомогенную смесь и движущей силой течения является градиент концентрации проникающего вещества. Согласно второй теории, поглощенная мембраной жидкость и материал мембраны составляют две фазы, имеющие границу раздела, не замкнутую внутри мембраны, т. е. в мембране имеются сквозные каналы, по которым жидкость течет под действием градиента давления [c.177]

Задача определения силы сопротивления, действующей на частицу в суспензии, сводится к задаче отыскания полей скоростей и давлений вокруг частицы, движущейся в замкнутой оболочке. Течение жидкости в ячейке должно удовлетворять уравнениям Навье-Стокса. Рещение в аналитическом виде удается получить только для двух предельных случаев режима ползущего движения, описываемого уравнениями Стокса, и инерционного режима движения, описываемого уравнениями идеальной несжимаемой жидкости. На поверхности частицы должно удовлетворятся обычное условие отсутствия скольжения, т. е. скорость движения жидкости должна быть равной средней скорости движения частицы. Условия на внещней границе ячейки, отражающие воздействие всего потока на выделенную ячейку, не могут быть определены однозначно, поскольку механизм этого воздействия недостаточно понятен. В основном используются три типа условий 1) предполагается, что возмущение скорости, вызванное наличием частицы в ячейке, исчезает на границе ячейки [105] 2) ставится условие непротекания жидкости через границу ячейки (обращается в нуль нормальная составляющая скорости) и предполагается отсутствие касательных напряжений на границе ячейки (модель свободной поверхности) [106] 3) условие непротекания жидкости сохраняется, но предполагается, что на границе ячейки обращаются в нуль не касательные напряжения, а вихрь [107]. [c.68]

Процесс переноса газов и компонентов растворов в капиллярах пористых тел отличается большим разнообразтем механ измов, зависящих от движущей силы, условий переноса, а также от слеци-фических свойств компонентов и размеров пор, В данном разделе рассматриваются гидродинамтеский аэродинамический) поеное газов, подобный течению жидкостей, и диффузионный перешс, характерный как для газов, так и для компонентов жидких растворов. [c.234]

Овербек [11] также доказал, что тонкий диск диаметром d, движущийся в вязкой жидкости при скорости ползущего течения Ur, испытывает силу F = = 8nUrd при движении торцом к потоку. При боковом [c.28]

Если растекание Т10а происходит под слоем твердых окислов, то подобный характер течения должен иметь место и в том случае, когда опыт проводится в среде аргона. Однако в этом случае показатель при т равен 0,23 0,24, что соответствует растеканию с равномерным утоньшением пленки жидкости. Растекание при этом происходит медленней. Это, вероятно, связано с тем,что в данном случае поверхность окислена и движущая сила растекания, обусловленная химическим взаимодействием на межфазной границе, уменьшается. [c.64]

В первый период примеси вымываются под действием разности давлений. Скорость удаления примесей зависит от скорости течения промывной жидкости, а лимитируется пр1оцесс гидравлическим сопротивлением I слоя, определяемым его структурой. Движущей силой во втором периоде является разность концентраций вымываемого вещества в пленке (тупиковых порах) и основном ядре потока (в проточных порах), где про- мывная жидкость продолжает двигаться в поршневом режиме. Лимитируется процесс диффузионным сопротивлением на границе неподвижной пленки с движущейся жидкостью. [c.54]

Формула (2.50), являющаяся аналогом уравнения Гагена — Пуазейля, прямо используется при рещении задачи экспгуата-ции, когда необходимо найти расход жидкости в готовом трубопроводе при известных свойствах жидкости и параметрах течения. Среди задач проектирования практический интерес представляет расчет потерь давления Ар или, что равнозначно, движущей силы, необходимой для движения жидкости с заданной средней скоростью и . [c.198]

Рещ1ркуляц11я абсорбента. При малых расходах Ь, т.е. при низких плотностях орошения Ь/(/ р) абсорбента, жидкости может оказаться недостаточно для хорошего смачивания элементов насадки. В этом случае в массообмене участвует лишь часть ( активная ) поверхности насадочных тел / а < Г. Отсюда — низкая эффективность работы аппарата в целом. При рециркуляции абсорбента в работу включается дополнительная поверхность контактирования жидкости и газа, так что Г. Кроме того, растет коэффициент массоотдачи в жидкой фазе за счет турбулизации пленочного течения такой рост особенно эффективен в случае низкой пропускной способности Если при этом увеличение пропускной способности стадии массоотдачи И массопередачи в целом кхР (или куР) компенсирует уменьшение движущей силы и дополнительные затраты энергии на перекачку абсорбента снизу вверх, то рециркуляция абсорбента оправдывает себя. Ее применение также целесообразно при необходимости отвода большой теплоты абсорбции на линии возврата абсорбента устанавливают холодильник (на рис. 11.20, а не показан). О необходимости поддержания рабочей температуры процесса за счет охлаждения жидкости подробнее см. в разд. 11.2.2. [c.937]

Ориентация частиц сказывается на вязкости дисперсной системы благодаря тому, что при этом прекращается свободное вращение частиц в потоке [45]. Схематично механизм возникновения вязкостного эффекта вращения выглядит следующим образом частица, как щарик, зажатый между двумя параллельными и движущимися в разные стороны плоскостями, почти не оказывает сопротивления их движению, поскольку линейные скорости плоскостей и поверхности частиц в точках их соприкосновения совпадают. В таких условиях отсутствует проскальзывание движущихся с разными скоростями тел (плоскости и щарика) в точках контакта, и поэтому отсутствует трение скольжения. В ща-рикоподшипниках используется именно этот принцип. Если любым способом предотвратить свободное вращение щарика, то относительное движение плоскостей будет возможно только за счет их проскальзывания относительно поверхности щарика и соответствующего увеличения силы трения. Применительно к суспензии в этой модели плоскости нужно заменить слоями жидкости, прилегающими к поверхности частиц, проскальзывание — локальной величиной градиента скорости течения жидкости и трение скольжения — внутренним трением жидкости. При этом проскальзывание (градиент скорости течения) имеется как при свободном вращении частицы, так и при ее полном торможении, но величина его во втором случае несколько больще, и, соответственно, повыщается вязкое сопротивление обтеканию частицы потоками среды. Количественно это различие выражается в том, что при полном торможении вращения частиц вращательная составляющая вязкости возрастает до величины [c.688]