Неустойчивость, возникновение

Турбулизация межфазной границы может быть обусловлена- также возникающими при тепло- или массопередаче локальными изменениями поверхностного натяжения. Учет влияния концентрационных и температурных изменений поверхностного натяжения на гидродинамику вблизи межфазной границы представляет собой весьма сложную и в настоян1ее время еще не решенную задачу (необходимо исследовать устойчивость решения уравнения Навье — Стокса по отношению к малым возмущениям — локальным изменениям скорости). Пока сделаны лишь первые попытки решения этой задачи [72, 73]. В частности, показано [72], что возможность возникновения неустойчивости существенно зависит от знака гиббсовой адсорбции растворенного вещества в состоянии термодинамического равновесия, а также от соотношения между кинематическими вязкостями соприкасающихся фаз и коэффициентами диффузии веществ, которыми обмениваются эти фазы. Объяснено явление стационарной ячеистой картины конвективного движения, вызванного локальными градиентами поверхностного натяжения [73].. Дальнейшие исследования в этой области наталкиваются на серьезные математические трудности. [c.183]

Это соотношение является обобщением неравенства (11.26). Главная его особенность состоит в том, что неустойчивость, возникновение которой связано с обращением в нуль (11.98), зависит теперь от конкуренции не двух процессов, как в (11.26), а трех диссипации кинетической энергии, выделения энергии за счет выталкивающих сил, возникающих благодаря температурному и концентрационному градиентам. Каждый из последних двух эффектов может быть как стабилизирующим, так и дестабилизирующим. [c.171]

Химическую связь в молекуле метана, СН4, удается хорошо объяснить, исходя из представлений о тетраэдрических хр -гибридных орбиталях атома углерода. Эти представления позволяют также объяснить строение этана, СзН , и многих других органических соединений, в которых атомы углерода соединены друг с другом в цепи простыми связями. В этане к каждому из двух атомов углерода присоединено по три атома водорода с образованием ковалентных связей, в которых участвуют три из четырех гибридных хр -орбиталей. Четвертая хр -орбиталь каждого атома углерода используется для образования ковалентной связи с другим таким же атомом. Перекрывание р -гибридных орбиталей двух атомов углерода приводит к возникновению устойчивой связывающей молекулярной орбитали и неустойчивой разрыхляющей орбитали. Связывающая орбиталь, симметричная относительно оси С—С, является а-орбиталью и заполнена двумя электронами со спаренными спинами. [c.565]

Наличие зависимости скорости тепловыделения от скорости химической реакции, а скорости химической реакции от температуры приводит к возникновению в неизотермическом реакторе положительной обратной связи, которая может вызвать неустойчивость процесса. Поэтому одним из этапов разработки реакторного узла является исследование устойчивости стационарного состояния [11, 12]. [c.171]

Режимы движения фаз в колонных аппаратах чрезвычайно многообразны. Знание закономерностей поведения фаз в каждом режиме и пределов изменения гидродинамических параметров, в которых существует тот или иной режим, соверщенно необходимо при правильном определении условий проведб йя химических и тепло-массообменных процессов. Многообразие режимов движения фаз в аппаратах колонного типа обусловлено многими факторами в частности, многообразием участвующих в движении сред (твердые, жидкие и газообразные), многообразием величин и направлений скоростей фаз, различными условиями ввода и вывода фаз, возможностью возникновения различного рода неустойчивостей в двухфазном потоке, возможностью протекания процессов дробления и коагуляции частиц, а также влиянием поверхностно-активных веществ и различных примесей на поведение капель и пузырей. Однако при всем многообразии различного вида течений, встречающихся в колонных аппаратах, можно вьщелить определенный класс дисперсных потоков, которые имеют ограниченное число установившихся режимов, а поведение фаз в этих режимах определяется общими для всех систем закономерностями. Такие потоки можно назвать идеальными. Они существуют при скоростях движения фаз, сравнимых со скоростью их относительного движения. При этом частицы распределены достаточно равномерно по сечению аппарата если и существуют градиенты концентрации дисперсной фазы, то они имеют конечную величину. Это означает, что концентрация частиц в среднем меняется от точки к точке непрерывным образом. Форма частиц близка к сферической, а их размер не слишком отличается от среднего размера частиц в потоке. [c.86]

Прибавление электронов сверх оптимально допустимого приводит к энергетической неустойчивости данного типа кристаллической структуры металл — растворитель и к возникновению структуры нового типа. Это уже свидетельствует о превращении твердого раствора в интерметаллическое соединение или при полном завершении валентной зоны — в соединение с ковалентной или ионной связью. [c.253]

ВОЗМОЖНОСТЬ возникновения свободной, конвекции как следствие концентрационной неустойчивости по условию Ra>Ra . Критические значения числа Релея находят по уравнению (4.67). [c.154]

Возникновение колебаний при неустойчивом горении, помимо физикомеханических факторов, объясняется наличием периода индукции, т. е. промежутка времени между изменением величины подачи топлива и последующим изменением давления в камере сгорания в результате сгорания топлива. Величина периода индукции зависит от физических процессов (распыление, смешение, испарение) и химической реакции компонентов. При уменьшении периода индукции возможность возникновения неустойчивого режима горения уменьшается. [c.119]

Другая особенность характеристик компрессора — их зависимость от начальной температуры Т и физических свойств газа. С изменением начальной температуры и состава газа и, следовательно, его плотности пропорционально последней изменяются давление и мощность компрессора. Кроме того, от температуры и состава газа зависит скорость звука а = ]/ kRT), а при обтекании лопастей вследствие неравномерного распределения скоростей в потоке газа местная скорость может возрасти до звуковой или сверхзвуковой. При этом появляется дополнительное волновое сопротивление, связанное с возникновением скачков уплотнений и с отрывом потока в связи с неустойчивостью его и обратным переходом к течению газа с дозвуковой скоростью. [c.203]

И взаимодействия волч можно проиллюстрировать с помощью л, г-диаграммы, которая представлена на рис. 2.15. На ней изображены прямые, вдоль которых распространяются возмущения для случая сигнала прямоугольной формы и С) >Иц,>С2 >0. Можно сказать, что стабилизирующая роль волн высше-Ц го порядка заключается в том, что, растягивая фронт возмущения, они обеспечивают частицам, проходящим через него, необходимое время для гидродинамической стабилизации, т. е. приведения скорости в соответствие с изменяющимся состоянием среды. Тем самым исключаются условия для возникновения инерционной неустойчивости. [c.144]

Множественность стационарных состояний. Важнейшая проблема оптимальной организации функционирования промышленного каталитхгческого процесса связана с множественностью-стационарных состояний, в которых может работать контактный аппарат. Проблема множественности состоит в том, что в окрестности различных стационарных состояний контактный аппарат,, как динамическая система, может вести себя по-разному. Точность прогноза поведения реактора в окрестности того или иного стационарного состояния определяется достоверностью математической модели реактора, описывающей совокупность химических, диффузионных, тепломассообменных и гидродинамических явлений в рабочем объел1е технологического аппарата. При этом одни стационарные состояния могут быть устойчивыми (установившиеся режимы, устойчивые предельные циклы), другие — неустойчивыми, чреватыми нарушениями технологических режимов п возникновением аварийных ситуаций. Границы устойчивых стационарных режимов определяются совокупностью значений параметров математической модели нестационарного процесса, при которых происходит срыв с одного устойчивого режима на другой. [c.17]

Кривые М (9п), соответствующие разным могут иметь в области 0п 1 минимумы (точки 7 и 5) и максимумы (точки 2) и выходят во внутридиффузионной области на единую асимптотическую кривую, определяемую формулой (III.127). Наличие на кривой М (0п) экстремумов означает существование в рассматриваемой задаче множественных режимов, причем значения 0п, при которых йМ 4% = — О (точки 1—3 на рис. III.11 и III.12), разделяют чередующиеся области устойчивых и неустойчивых режимов. Заметим, что точки 4 и 5 (соответствующие значениям о, при которых в задаче с заданными значениями поверхностных концентраций Со и температуры То происходил перескок между режимами) попадают в область неустойчивых режимов, разделяющих внутрикинетическую и внутридиффузионную области. Таким образом, наличие сопротивления теплоотводу на внешней поверхности катализатора приводит к расширению области неустойчивых режимов. Это проявляется также в возникновении неустойчивой области при 0 <С 4,5, когда задача без внешнего сопротивления вообще не имеет неустойчивых режимов. Скачкообразные переходы во внутренних режимах могут наблюдаться, как это видно из рис. III.12, до 0 = 2. [c.137]

Теперь предположим, что некая очень серьезная опасность заставит людей, находящихся на платформе, побежать, т. е. перейти на другой более высокий уровень скорости свободного движения, скажем, 10- 12 км/ч. Нетрудно представить, что произойдет. С одной стороны, неизбежно образование пробок и завалов, которые, если говорить конкретно о людях, могут привести к печальным последствиям. С другой стороны, в потоке возможно образование пустот, совершенно свободных от людей. Ясно, что движение пассажиров в этом случае становится неустойчивым. В чем же причина такой неустойчивости Чисто интуитивно понятно, что все дело в инерции. Именно инерция при высоком уровне скорости свободного движения не позволяет одним набрать необходимую скорость, а другим во время ее погасить или изменить направление движения, вследствие чего происходят столкновения и образуются пробки. Действительно, в данном случае имеет место инерционный механизм возникновения неустойчивости, и проявляется он соверщенно одинаково как при движении больших масс людей, так и при движении частиц в жидкостях и газах. Небольшое локальное увеличение концентрации частиц (или людей) в потоке в соответствии с законом движения Мд=ид( >) или и=и п) должно приводить к локальному уменьшению скорости их движения. Но поскольку скорость частиц, следующих за возникшим уплотнением, вследствие инерции не может при изменении концентрации измениться мгновенно, они догоняют частицы, движущиеся в уплотнении с меньшей скоростью, и, таким образом, возникшее возмущение нарастает. [c.136]

Состояние при и = О называется индифферентным. Для бесконечно длинного реактора оно ни устойчиво, ни неустойчиво. Движение профилей исследовано в [4, 5] численным моделированием и экспериментально при окислении СО в адиабатическом реакторе со стационарным слоем платинового катализатора [12]. Результаты эксиериментальных исследований показывают, что при скорости реакционного потока г = 6 см/с в реакторе устанавливается индифферентный профиль деформации. Этот профиль перемещается к началу слоя при уменьшении V. Перемещение зоны зажигания может быть также вызвано быстрой дезактивацией катализатора за счет адсорбции на его поверхности каталитических ядов [13, 14], а также из-за возникновения локальных перегревов [15—17]. [c.285]

В мембранах, где происходят химические реакции автоката-литического типа вдали от равновесия Аг ЯТ), возможно возникновение неустойчивых состояний [4, 11]. Действительно, 1 [c.27]

При малых числах Рейнольдса (Re 5) смешанно-конвек-тивное течение обладает структурой трехмерных вихревых ячеек (шнуров) [23], однако с ростом Re развивается неустойчивость сдвигового типа, связанная с возникновением двумерных волн Толмина — Шлихтинга. Для характеристики режима, соответствующего изменению механизма конвекции в плоском канале, введено [24] эффективное число Ричардсона Ri = = —Ra /(Re Pr) для газов при Рг = 0,7 и вязкости Ri = =—1,3-106 [25]. [c.132]

Для решения данной задачи необходима информация о распределении скоростей и концентраций газового потока. Если учесть возможность возникновения концентрационной неустойчивости и развития смешанно-конвективного течения газа, число переменных резко возрастает и такой подход к оценке потерь эксергии реализовать достаточно сложно. [c.256]

Случай равенства коэффициентов диффузии и температуропроводности, однако, нетипичен. Нарушение же этого условия сильно усложняет задачу исследования устойчивости, так как при этом собственные значения уже комплексные и, становится возможным возникновение нарастающих колебаний. Здесь были аналитически исследованы различные предельные случаи [22, 23], а также проведены численные расчеты [22, 24]. Ниже приведен приближенный расчет [21], демонстрирующий, что колебательная неустойчивость не должна возникать и при нарушении равенства коэффициентов диффузии и температуропроводности В и хЦ)- [c.360]

Начиная уже со второй секции реактора, в результате конверсии происходит интенсивное образование паровой фазы, вследствие чего происходит разрушение больших пузырей и переход к вспененному режиму, характеризующемуся равномерным движением парожидкостной смеси. Однако при больших диаметрах, как в нашем случае, возможно возникновение пульсаций и колебательных неустойчивых течений. Вспененный режим течения в нашем случае сохраняется до самого верха реакционной камеры. На выходе, при переходе потока к существенно меньшему по сравнению с реактором диаметру, реализуется кольцевой режим течения, при ко гором жидкое ь течет по с генкам, а газ движется в центральной части аппарата. [c.62]

Существенную роль играет не только возникновение между компонентами устойчивых соединений, отвечающих определенному стехиометрическому соотношению, но также возникновение между частицами компонентов различных сравнительно неустойчивых об- [c.306]

Все эти факторы в сочетании с общей неустойчивостью развития экономики капиталистического хозяйства способствовали возникновению в 1973 г, энергетического кризиса и установлению странами — членами. ОПЕК эмбарго на продажу нефти, в результате чего цены на нее резко поднялись, [c.4]

При слишком высоких степенях сжатия горючей смеси, состоящей из воздуха и СНГ, возможно преждевременное воспламенение и, следовательно, возникновение детонации. Обычно степень сжатия в дизельных двигателях равна 12—20, т. е. находится вне пределов безопасных степеней сжатия горючих смесей воздуха с СНГ. По этой причине количество СНГ, добавляемого в сжимаемый воздух дизельного двигателя, должно ограничиваться уровнем, обеспечивающим устойчивую и ровную работу двигателя. На практике доля замещающих дизельное топливо СНГ обычно составляет 40 %. Доля СНГ, используемых для повышения мощности дизельного двигателя, не должна превышать 25 7о- Если доля СНГ в топливной смеси превышает 25—40 %. возникают детонация, неустойчивая работа и прочие явления, ухудшающие работу дизельных двигателей. [c.222]

На практике учет указанной нелинейности часто проводится в рамках численного решения задачи в одномерной постановке, однако при этом теряются многие существенные детали. Неоднородность температуры по сечению теплообменника ведет к неоднородности потока. Если температурная зависимость коэффициентов сопротивления такова, что сопротивление оказывается большим в областях, где скорость течения меньше, то возможно возникновение неустойчивости. Подобные эффекты можно обнаружить только при проведении двумерных или трехмерных расчетов. [c.37]

В сильнонеравновесных системах возможно возникновение не только триггерного, но и осциллирующего режима с незатухающими периодическими изменениями концентрации. В кинетических системах, где наряду с угнетением происходит активация или торможение процесса продуктом реакции, скорость Т г является функцией концентрации не только исходного реагента, но и продукта. В этих условиях возможно возникновение различных структур, в том числе концентрационных автоколебаний [4] тип структуры может быть определен на основе анализа устойчивости. Неустойчивое состояние типа седло [корни характеристического уравнения (1.31) вещественны и различных знаков ] приводит к возникновению в системе триггерного режима. Неустойчивость типа фокус появляется при комплексно-сопряженных корнях уравнения (1.31) в этом случае в точечной системе возникает предельный цикл, когда любая точка фазовой диаграммы приближается к одной и той же периодической траектории [8, 11]. [c.37]

Кроме того, следует помнить, что цвет и фактура пола способствуют возникновению зрительных иллюзий. Создают ощущение его прочности, устойчивости зеленый, коричневый, серый и другие цвета (матовые), или, наоборот, легкости, скользкости, неустойчивости — голубой, зеленовато-голубой и другие цвета (блестящие). [c.156]

Расчет процесса разделения смеси в мембранном модуле представляет сопряженную задачу, включающую решение системы уравнений, неразрывности, движения и диффузии (4.1ч-4.4) в напорном и дренажном каналах, которые взаимосвязаны граничными условиями в форме уравнений проницания (4.5- -4.8). Следует учесть, что скорость отсоса (вдува) и селективность мембраны являются функцией термодинамических и гидродинамических параметров газовых потоков, меняющихся вдоль канала и зависящих от выбранной схемы движения в мембранном модуле. Кроме того, в определенных условиях возможно возникновение свободной конвекции вследствие концентрационной неустойчивости диффузионного погранслоя. Численное решение системы дифференциальных уравнений весьма громоздко и в ряде случаев основано на существенных упрощениях реальной физической картины, например, не учитывается продольная диффузия и свободная конвекция. Процедуру вычислений можно упростить, если использовать одномерные уравнения расхода, импульса и диффузии (4.18), (4.21) и (4.29) и обобщенные законы массообмена, изложенные выше. [c.150]

Как показывает теоретический анализ [1], граница между самим кипящим слоем и нижележащей газовой подушкой принципиально неустойчива, как это свойственно границе между двумя жидкостями, верхняя из которых имеет больший удельный вес, чем нижняя. Эта принципиальная неустойчивость и приводит к возникновению источников возмущений гравитационных колебаний основного слоя, несмотря на максимально возможную однородность подачи газового потока в аппарат. [c.229]

Анализу рассматриваемого эффекта возникновения нестабильности жидкости под воздействием градиента поверхностного натяжения применительно к абсорбции СО, аминами посвящена также работа П. Л. Т. Бриана б, а применительно к другим случаям — еще несколько работ, появившихся в последнее время и названных в списке дополнительной литературы. Общее теоретическое расс.мотрение неустойчивости жидкости и возникновения турбулентности вблизи межфазной границы под воздействием локальных изменений поверхностного натяжения (эффекта Марангони) при протекании процессов тепло- или массопередачи было впервые предпринято К. В. Стерлингом и Л. И. Скривеном 7. [c.250]

Установлено [42], что срыв пенообразования наступает прп чратностях 500 1000 и сильно зависит от концентрации и типа ПЛВ При исполь ювании растворов неионогенных ПЛВ типа ОП-10 срыв пенообразования наступает гораздо раньше, чем при получении иен из растворов ионогенных ПАВ. Стабилизи р>ющпе добавки тина жирных спиртов (в ко.мпозициях с алкил-сульфатами) также приводят к сильному понижению предельной кратности пены Как и для пен, генерируемых барботаж ными способам , предельную кратность рассматриваемых пен мог т ограничивать все те же факторы понижение концентра ции ПАВ в растворе до значений, при которых пена становится неустойчиво " , возникновение высокого капиллярного давления а та чже малые (недостаточные) скорости смачивания ячеек сетки растяжение пленок и адсорбция ПЛВ прн быстром фор мировании пленок в процессе выдувания пузырьков па сетках [c.295]

При проведении экзотермических процессов, как адиабатических, так и с внутренним теплообменом, иногда применяют автотермиче-ские реакционные узлы, конструкция которых позволяет осуществлять охлаждение реагирующей смеси в промежуточных теплообменниках или в зоне реакции с помощью теплообмена с холодной исходной смесью, одновременно нагревающейся до температуры реакции. Теплообмен между входящим и выходящим из реактора потоками может быть осуществлен и в емкостных (одностадийных) адиабатических реакторах. В отдельных случаях, когда допустим значительный перегрев хотя бы одного из реагентов (например, водяного пара), подобный принцип применим и при проведении эндотермических нроцессов. Преимуществом автотермических реакционных узлов является уменьшение затрат на теплообмен, а также определенные конструктивные удобства, особенно важные при проведении реакций под давлением. Основным недостатком этих схем является возникновение явлений неустойчивости и скачкообразного перехода между различными режимами процесса. [c.268]

Возникновение множественных режимов, переход между которыми происходит скачкообразно при плавном изменении параметров процесса, и связанные с этим явления неустойчивости стационарных состояний представляют собой органический недостаток автотермических схем. Недостаток этот, очевидно, вызван характерным для автотермических реакционных узлов переносом тепла теплоносителем против течения реагирующей смеси, приводящим к задержке и возможному разрастанию случайных возмущений температурного режима процесса. Те же явления наблюдаются и в другой автотер-мической схеме, рассмотренной в разделе VIII.3, — адиабатическом реакторе с внешним теплообменником. Неустойчивость режимов возможна, хотя и значительно менее вероятна, и в тех технологических схемах, где тепло реакции отводится с помощью независимого теплоносителя. [c.357]

Устойчивость фонтанирования определяется рядом условий, при отсутствии которых движение твердой фазы становится неустойчивым, способствуя возникновению неоднородного псевдоожижения, а при увеличении скорости газа — поршнеобразованию. [c.622]

Дело в том, что в случае, когда массопередача направлена из лимитирующей фазы, происходит резкое увеличение скорости процесса. По современным представлениям это явление связано с неустойчивостью поверхностп раздела фаз и возникновением градиентов межфазного натяжения [85]. [c.217]

В настоящее время трудно исчерпывающе объяснить механизм трансаннулярных переходов, исходя только из концепции ионных перегруппировок с 1,2-смещением. Особенности перегруппировок углеводородов ряда бицикло(3,3,1)нонана предопределены главным образом стереохимическими факторами. Сближенность аксиальных водородов нри С-З и С-7 ведет к деформации циклогексановых звеньев в молекуле [13] и к значительному напряжению в системе, которое легко устраняется путем образования новых связей в циклооктановом кольце с одновременным разрывом одной из мостиковых связей. Можно допустить, что гетеролитический разрыв мостиковой связи несколько опережает трансаннулярное замыкание. В результате также образуется короткоживущее неустойчивое промежуточное соединение А, в котором замыкание новой связи происходит по всем различным направлениям и обусловлено лишь возможностью перемещения заряда но кольцу. Замыкание новых связей облегчено возникновением ионов карбония, появляющихся при разрыве мостиковых связей 1—9 или 5—9. Конечно, более естественным представляется перегруппировка, осуществляемая путем образования связи 3—7 (ввиду близ- [c.220]

Возникновение неустойчивости возможно в экзотермических процессах, а также в процессах, где имеют место явления автокатализа или торможения исходными веществами и, вследствие этого, г с <0. В тех же случаях возможно возникновение множественных режимов процесса. Оба явления — неустойчивости и неоднознач--ности решений — тесно связаны между собой. На рис. III.3 видно,, что условие (VIII.16) перестает выполняться в точке касания кривой тепловыделения и прямой теплоотвода в этой жё точке изменяется число стационарных решений. Когда прямая теплоотвода на рис. III.3, сдвигаясь вправо, переходит через положение 2, появляются два новых решения, одно из которых оказывается неустойчивым. Эта связь между нарушением условий единственности и устойчивости решений сохраняется и в пространственно распределенных -системах. [c.329]

Как уже отмечалось, предысторией качества процесса псевдоожижения может являться качество структуры неподвижного слоя, загруженного в реактор. Предположим, что после загрузки в его структуре имеются мелкомасштабные своды, т. е. локальные зоны с переменной пористостью частиц. В момент пуска газа эти зоны способствуют каналообразованию, возникновению мелкомасштабных и затем крупномасштабных неоднородностей пористости в виде пузырей. Система газ — твердое тело становится неустойчивой. Если же сводов в структуре неподвижного слоя нет, что возможно только при отсутствии перемещений частиц при загрузке слоя, то нри псевдоожижепии не должно быть и пузырей. Убедительное доказательство этому получено в работе [861, когда автор на модели ожижал плоские частицы слюды. В таком слое вообще не возникало пузырей. Это можно объяснить тем, что пластинки слюды при загрузке укладывались плотно, без перемещений. [c.42]

Установлена изотермическая эффективность использования внутренней поверхности катализатора. Исходя из аналогии между переносом тепла и вещества, казалось, надо ожидать возникновения такхе температурных градиентов по глубине зе1 1а катализатора. Однако возможная при этом термическая неустойчивость катализатора почти никогда не наблпдается из-за высокой теплопроводности последнего. Действительно, выполняется условие изотермичности зерна катализатора [c.70]