Турбулентное движение жидкостей, зоны трения

Рассмотрим подробнее структуру течения жидкости вблизи твердой поверхности. Влияние стенки на движение среды проявляется через силы сопротивления движению потока, возникающие при взаимодействии движущейся жидкости с твердой поверхностью. Силы сопротивления складываются из собственно силы вязкостного трения и силы сопротивления, обусловленной взаимодействием потока с элементами шероховатости стенки при их обтекании. По мере приближения к твердой поверхности скорость движения жидкости снижается. При этом уменьшается и значение местного (локального) числа Рейнольдса, определяемого формулой Кем = /ш(г/)р/ц, где у — расстояние до стенки ииу — продольная составляющая средней скорости движения среды, р — плотность среды, кг/м ц — коэффициент динамической вязкости жидкости, Па-с. Значение числа Кем, как известно, связано с характером течения жидкости в рассматриваемой области. Непосредственно у стенки скорость движения среды очень мала, соответственно мало и значение числа Кем. Поэтому вблизи стенки течение носит ламинарный характер. Эту подобласть пристеночной области называют вязким подслоем. Чуть дальше от стенки расположена переходная зона с режимом перемежающейся турбулентности, при котором в каждой точке этой зоны происходит последовательное чередование периодов ламинарного и турбулентного течения. Соответ- [c.20]

В области вихрей создается разрежение, и при движении жидкости становится необходимым преодолеть, помимо сил трения, разность давлений в основной массе жидкости и в зоне завихрений за частицей. При турбулентном движении это сопротивление, обусловленное силами инерции, приобретает решающее значение. [c.175]

Переход от одного режима потока к другому для жидкостей (газов) с большим внутренним трением растягивается в так называемую переходную зону, когда поток не подчиняется законам ни ламинарного, ни турбулентного движения. Лишь при значении Ре > 10000 уравнения теплоотдачи при турбулентном движении потока являются справедливыми. [c.151]

Потери напора на участке абсорбционной зоны с гомогенным потоком жидкости и потери на местных сопротивлениях определяются по известным формулам. Потери на трение на барботажных участках аппарата рассчитываются по формуле, основанной на полуэмпирической теории турбулентности переноса количества движения, [c.141]

Опытные исследования показывают, как было упомянуто выше, что при больших скоростях поток жидкости теряет свой ламинарный характер. Правда, у стенки тонкий слой жидкости движется ламинарно (главную роль играют здесь силы внутреннего трения), ио в центральной части трубы элементы жидкости кроме движения по направлению оси имеют также составляющие, направленные перпендикулярно к ней (при этом могут иметь место даже завихрения). Эта часть потока называется зоной турбулентного течения (главную роль здесь играют силы инерции). Наконец, между ламинарным и турбулентным слоями появляется переходный слой, в котором поток может иметь переменный характер во времени и пространстве, т. е. быть или ламинарным, или турбулентным (рис. 1-21). Вообще поток, в котором происходят описанные явления, называется турбулентным. [c.38]

Таким образом, и последняя схема, хотя и более близкая к действителыю-сти, все же оказалась неудовлетворительной. Было, однако, замечено, что течение, описанное выше, возможно лишь в идеальной жидкости, не обладающей совершенно никакой вязкостью. В реальных жидкостях поверхности раздела практически существовать, вообще говоря, ие могут. Согласно схеме на фиг. 341, а при наличии между двумя слоями жидкости, движущимися с разными скоростями, малейшего трения (или других всегда имеющих место возмущающих причин) поверхность раздела принимает волнистую форму. Вследствие этого в долинах и гребнях волн двух соприкасающихся слоев давления повышаются (нижний слой, знак - - ) и понижаются (верхний слой, знак —), что ведет к дальнейшему усилению волнистости формы (фиг. 344, б). Отмеченное только что явление повторяется затем в еще более резкой форме, и поверхность раздела становится несимметричной (фиг. 341, ). Наконец, во шы опрокидываются и сматываются в вихри (фиг. 341, г, д), которые срываются с краев пластинки, смешиваются с жидкостью, расположенной за пластинкой, завихряют ее и создают зону с турбулентным движением жидкости. Вихри непрерывно сталкиваются, разбиваются, жидкость энергично перемешивается, увлекая и взвешеш1ые в ней частицы твердых тел и т. д. Такой будет и схема работы лопастной мешалки, согласно новейшим взглядам, которые с точки зрения качественной (фиг. 342) имеют все основания считаться безусловно правильными. Так как непрерывное образование вихрей требует, очевидно, соответствующей затраты энергии, то неизбежно возникает соответствующая сила сопротивления Р, которая эту работу совершает. Удельное давление на пластинку со стороны набегающего потока больше давления на заднюю поверхность пластинки, и, очевидно, будем иметь, относя вычисления к средним значениям давлений, [c.463]

ЖИДКОСТИ, движущимися с разными скоростями, трения (или других всегда имеющих место возмущающих причин) поверхность раздела принимает волнистую форму. Во впадинах и па гребнях волн двух соприкасающихся слоев давления повышаются (иижний слой, знак +) и понижаются (верхний слой, знак —), что ведет к дальнейшему увеличению волнистости (фиг. 287, б). Отмеченное явление повторяется затем в еще более резкой форме, и поверхность раздела становится несимметричной (фиг. 287, в). Наконец, волны образуют вихри (фиг. 287, г, д), которые срываются с краев пластинки, смешиваются с жидкостью, расположенной за пластинкой, завихряют ее и создают зону с турбулентным движением жидкости. [c.363]

Соотношения (4.14) — (4.16) охватывают всю область турбулентного режима движения вязкой жидкости (Ке 2320). Значение р в зоне смешаного трения и квадратичной зоне меняется параметрически в зависимости от относительной эквивалентной шероховатости труб и в каждом конкретном случае (когда трубопровод задан) является константой. [c.94]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология