Жидкость, движение турбулентное инерции

Л. И. Седов [26] отмечает, что однородное изотропное турбулентное движение можно рассматривать как простейший вид турбулентного движения. В возмущенной жидкости, движущейся по инерции, под действием внутренних сил вязкости происходит диссипация кинетической энергии. [c.49]

Л, И. Седов [42] отмечает, что однородное изотропное турбулентное движение можно рассматривать как простейший вид турбулентного движения. В возмущенной жидкости, движущейся по инерции, под действием внутренних сил вязкости, происходит диссипация кинетической энергии. Движение характеризуется затуханием и выравниванием возмущений. [c.68]

Шероховатость обычно принято характеризовать средней выч сотой выступов на поверхности А. В практических расчетах обычно используют относительную шероховатость, которая для круглой трубы определяется как Д/ в- При ламинарном движении и в турбулентном режиме, когда толщина ламинарного подслоя больше Л, влияние шероховатости стенки пренебрежимо мало. В этом случае труба считается гидравлически гладкой. При больших скоростях ламинарный подслой становится столь тонким, что неровности выходят в ядро, увеличивая его турбулентность, и сопротивление начинает определяться уже не силами вязкости, а силами инерции, возникающими при торможении потока жидкости о выступы. Такие трубы называют вполне шероховатыми. [c.71]

С развитием турбулентности потока (например, с увеличением скорости движения тела) все большую роль начинают играть силы инерции. Под действием этих сил пограничный слой отрывается от поверхности тела, что приводит к понижению давления за движущимся телом в непосредственной близости от него и к образованию беспорядочных местных завихрений в данном пространстве (рис. П-29, б). При этом разность давлений жидкости на переднюю (лобовую) поверхность тела, встречающую обтекающий поток, и на его заднюю (кормовую) поверхность все больше превышает разность давлений, возникающую при ламинарном обтекании тела. [c.96]

Число Рейнольдса Ре = р/г1 , где г/ —скорость жидкости I — характерный линейный размер (например, диаметр трубы, по которой течет жидкость). Число Рейнольдса характеризует соотношение между силами инерции и силами трения в потоке жидкости. При малых значениях Не движение будет ламинарным, при больших — турбулентным, [c.256]

При увеличении числа Re начинают преобладать силы инерции, пропорциональные квадрату скорости. При этом возникает турбулентное движение, характеризующееся появлением поперечных составляющих скорости, вызывающих перемешивание жидкости (газа) во всем потоке и обмен количеством движения беспорядочно движущихся масс жид- [c.79]

Соприкосновение дисперсных частиц с поверхностью жидкости происходит под действием силы, которая движет частицу. Такими силами могут быть сила тяжести, сила инерции, удары молекул (броуновское движение) и турбулентные пульсации. [c.252]

Физические предпосылки возникновения и поддержания ламинарного или турбулентного режима можно представить следующим образом. В жидкостном потоке под влиянием постоянно действующих случайных возмущений непрерывно возникают отклонения от характерных (для данного течения) параметров движения жидкости. Но при доминировании сил вязкости упомянутые отклонения подавляются, и движение остается упорядоченным, т.е. ламинарным. Этого не происходит, когда преобладают силы инерции возникшие возмущения здесь развиваются, распространяются по объему потока (подробнее см. разд. [c.144]

В турбулентном ядре перенос импульса осуществляется преимущественно за счет пульсационного движения упомянутых выще неустойчивых ансамблей. Перемещаясь из одной области течения в другую, они стремятся по инерции сохранить свою первоначальную скорость в направлении движения. Смешиваясь с остальной жидкостью, "быстрые" ансамбли увеличивают ее скорость, медленные — уменьшают. В результате в поперечном сечении турбулентного ядра происходит существенная нивелировка осредненных скоростей в направлении движения потока. Именно в этом проявляется преобладающая роль сил инерции в турбулентных течениях. [c.153]

Для тонкодисперсных гидросмесей основным режимом транспортирования является турбулентный режим. В отличие от движения однородных маловязких жидкостей (таких, как вода), на движение потока тонкодисперсной гидросмеси влияет инерция твердых частиц. Однако вследствие малости размера твердых частиц в тонкодисперсных гидросмесях они участвуют в пульсационных процессах. Поэтому в целом гидросмесь можно представить в виде фиктивной однородной жидкости с плотностью Рг. с. но здесь, в отличие от истинно однородной жидкости, течение происходит с дополнительными затратами энергии, которые приблизительно пропорциональны разнице плотностей гидросмеси Рг. с и чистой жидкости Рж, а также объемной концентрации твердых веществ [см. формулу (2.5)1. [c.73]

Наиболее распространенным примером ньютоновской жидкости является вода. Вода необходима всем, она легкодоступна, именно поэтому наибольшее число исследований в области реологии посвящено воде, а не какой-либо другой жидкости. Именно с водой экспериментировал Исаак Ньютон, устанавливая те закономерности, которые мы сейчас называем законами ньютоновского течения. Другие низкомолекулярные жидкости, например минеральное масло и этиловый спирт, практически также ведут себя как ньютоновские жидкости. Когда говорят практически , это значит, что, применяя особо тонкие методы исследования, можно наблюдать отклонения от закона Ньютона при течении даже этих простых жидкостей. В ньютоновских жидкостях проявляются временные эффекты, возникающие вследствие сил инерции. Это может подтвердить каждый, кому случалось терять равновесие и неожиданно падать в воду. Вода инерционна, она не расступится достаточно быстро и упавший может чувствительно удариться. Однако, когда идет речь о неньютоновских временных эффектах, то подразумевают нечто иное, ведь свойства воды не изменятся от того, сколько взбалтывать ее в стакане—минуту или час. Не изменится и вязкость, если, конечно, не поднимется температура воды. Однако, если перемешивание столь интенсивно, что силы инерции преобладают над силами вязкости, то возникнет течение иного характера режим течения изменится от ламинарного к турбулентному. Для ламинарного течения характерны гладкие параллельные линии тока, тогда как при турбулентном течении в жидкости образуются вихри и водовороты. Мера отношения сил инерции и вязкости, действующих в потоке, называется числом Рейнольдса в честь Осборна Рейнольдса, который много занимался изучением условий перехода ламинарного течения в турбулентное, наблюдая за движением под- [c.16]

Скорость всплывания аУп определяется действием трех сил инерции жидкости, вязкости и поверхностного натяжения. При различных условиях относительный вклад этих сил различен. Поэтому Шп находится по опытным данным, обработанным с использованием критериев подобия, выведенных выше. Как показывают экспериментальные данные, при снарядном режиме движения скорость всплывания пузыря практически не зависит от его длины, а определяется гидродинамикой носовой и кормовой частей. При ламинарном режиме движения, который наблюдается при значениях Аг < 4, носовая и кормовая части пузыря скруглены и течение за кормой ламинарное. В случае турбулентного режима движения жидкостей с малой вязкостью при Аг>9-10 кормовая часть пузыря плоская, а течение за ней турбулентное. Для вычисления значения рекомендуется [44] формула [c.168]

При постепенном увеличении скорости течения жидкости наступает момент, когда движение утрачивает струйчатый характер и переходит в вихревое бессистемное перемещение отдельных частиц по постоянно меняющимся путям. Такой режим течения носит название турбулентного. При турбулентном режиме силы инерции преобладают над силами вязкости жидкости. Скорость, при которой ламинарное движение переходит в турбулентное, называют критической. [c.120]

Критерий Re является мерой соотношения между силами вязкости и инерции в движущемся потоке (строгое обоснование вида этого критерия и его физического смысла дано ниже, стр. 79). В самом деле, вероятность нарушения ламинарного режима течения И возникновения хаотического перемещения частиц тем больше, чем меньше вязкость жидкости, препятствующая этому нарушению, и чем больше ее плотность, представляющая, собой меру инерции отклонившихся от прямолинейного движения частиц. Поэтому при равных скоростях движения различных жидкостей в трубах одинакового диаметра турбулентность возникнет тем легче, чем больше р и меньше ц, или чем меньше кинематическая вязкость v = р,/р. Соответственно критерий Рейнольдса может быть записан в виде [c.41]

Важным условием, обеспечивающим интенсивное перемещивание ванны, является получение турбулентного характера движения жидкостей в ванне. Естественно, что относительно медленная циркуляция масс металла в ванне, носящая ламинарный характер, будет менее эффективна, так как при ламинарных потоках в процессе перемешивания продолжают превалировать относительно медленные процессы молекулярной диффузии и теплопроводности. Переход ламинарного (слоистого) движения в турбулентное, носящее пульсационный вихревой характер, будет характеризоваться определенным значением числа Для этого условия затраченная мощность перемешивания должна быть больше той критической мощности сил инерции, которая и характеризует переход ванны в состояние тур лентного режима. [c.417]

При выходе из распылителя на поверхности струи жидкости возникают возмущения. Их вызывают и определяют их энергию форма отверстия распылителя, завихрения в распылителе, наличие в струе твердых частиц и пузырьков газа, сжатие и расширение струи по мере ее движения через распылитель, динамическое воздействие окружающей среды, турбулентность потока и др. Под влиянием этих факторов частицы жидкости, лежащие на поверхности раздела ф)аз, смещаются, поверхность струи, деформируется и отклоняется от равновесной формы. Увеличение свободной энергии поверхности, связанное с деформацией, ведет к проявлению. действия молекулярных сил, стремящихся сократить суммарную поверхность струи, придать ей форму, соответствующую равновесию. Частицы жидкости, смещенные из равновесного положения, стремятся вновь вернуться к нему. Проходя через это положение по инерции, они вновь испытывают действие возвращающих сил и т. д. В результате на поверхности струи возникают колебания, которые могут накладываться друг на друга и при этом либо затухать, либо возрастать. Последнее определяется физическими параметрами струи и окружающей среды, а также условиями вытекания жидкости из отверстия сопла. С ростом амплитуды колебаний струи устойчивость движения струи нарушается, и она распадается., [c.26]

Из приведенного выражения следует, что в случае очень вязких жидкостей (при малых значениях Не) коэффициент сопротивления определяется значением первого слагаемого, а при больших числах Не в турбулентном движении — значением кв. Следовательно, величина учитывает влияние на местное сопротивление сил вязкости, а кв —сил инерции. [c.100]

Преобладание сил инерции не связано однозначно с турбулентным режимом движения жидкости о потоке. Прямые измерения турбулентной диффузии (гл. IV) с помощью термоанемометра в потоке между шарами — элементами зернистого слоя подтвердили это обстоятельство [159]. [c.89]

При больших значениях Re, когда в потоке преобладают силы инерции частиц жидкости над силами вязкостного трения, движение их беспорядочно. Скорости частиц изменяются незакономерно и имеют поперечные слагаемые, что приводит к перемешиванию жидкости. Структура потока — хаотичная, называемая турбулентной. Переход от ламинарной структуры к турбулентной происходит при определенных, так называемых критических значениях Re. [c.26]

В сущности нет ничего удивительного в том, что внутреннее трение может возбуждать колебания и быть причиной неустойчивости движения. В основе этих явлений лежит процесс передачи энергии от некоторого ее источника к раскачивающейся системе. При этом внутреннее трение может играть такую же роль передающего энергию звена, как упругая податливость или иные свойства. Примеров этому много, хотя разобраться в них бывает непросто. Так, при виброизоляции колебаний трение демпфирует резонансы и тем самым уменьшает передачу энергии, а в других режимах, наоборот, увеличивает динамическую связанность систем и повышает передачу энергии. В жидкостях при малых скоростях движения внутреннее трение обусловливает ламинарность течения, а при больших скоростях оно же способствует переходу к турбулентному течению. С другой стороны, силы инерции могут проявлять себя как факторы, стабилизирующие движения. Таковыми, в частности, могут быть гироскопические силы, рассмотренные в начале этого раздела. [c.236]

Поток жидкости может иметь два характерных режима ламинарный и турбулентный. Режим движения жидкости существенным образом зависит от соотношения действующих на частицы жидкости сил. Если при движении жидкости преобладают силы вязкости, например при использовании масла, то наиболее вероятен ламинарный режим. Если преобладают силы инерции, то движение потока будет турбулентным. При ламинарном режиме частицы жидкости перемещаются параллельными струями вдоль стенки трубы, не перемешиваясь между собой и плавно обтекая встречающиеся препятствия. Такое течение существует во всем сечении трубопровода. [c.34]

При ламинарном движении, наблюдающемся при небольших скоростях и малых размерах частиц или при высокой вязкости среды, частица окружена пограничным слоем жидкости И плавно обтекается потоком (рис. 3.2, а). Потеря энергии в таких условиях связана в основном лишь с преодолением сопротивления трения. С развитием турбулентности потока (например, с увеличением скорости движения тела) все большую роль начинают играть силы инерции. Под действием этих сил пограничный слой отрывается от поверхности тела, что приводит к понижению давления за движущимся телом в непосредственной близости от него и к образованию беспорядочных местных завихрений в данном пространстве (рис. 3.2,6). Начиная с некоторых значений критерия Рейнольдса, при развитой турбулентности потока (рис. 3.2,в) сопротивлением трения можно пренебречь, так как преобладающей силой становится лобовое сопротивление. В данном случае, как и при движении жидкости по трубам, наступает автомодельный (по отношению к критерию Рейнольдса) режим. [c.117]

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]

Процесс межфазного теплообмена между дисперсной фазой и жидкостью при перемешивании суспензий механическими мешалками практически не исследован. Трудности теоретического анализа здесь очевидны значение относительной скорости движения частиц дисперсной фазы и жидкости не могут быть вычислены или надежно измерены. Взвешенные в циркуляционных токах перемешиваемой жидкости частицы совершают сложное ускоренное движение под действием сил гидродинамического воздействия потока, сил инерции, тяжести и т. д. Дополнительное осложнение вызывает воздействие турбулентных пульсаций интенсивно перемешиваемой жидкости на характер движения частиц. Действительно, мелкие частицы с плотностью, незначительно отличающейся от плотности жидкости, будут успевать следовать за пульсационным движением малых объемов жидкости, тогда как крупные частицы значительной относительной плотности будут увлекаться в пульсационное турбулентное движение лишь частично, реагируя только на воздействие пульсаций достаточно крупного масштаба. [c.125]

Эти соображения применимы к диффузии малого объема вещества, плотность которого сравнима с плотностью жидкости основного потока. Плотность капель топлива, увлекаемых турбулентным потоком воздуха, приблизительно в 500 раз превышает плотность воздуха следует ожидать, что инерция капель затрудняет их способность следовать пульсациям воздушного потока. Можно очень грубо оценить значение этого эффекта, если допустить, что пульсации скорости в турбулентном потоке ио своей природе являются синусоидальными и что аэродинамическое сопротивление частицы подчиняется закону Стокса. Уравнение движения капли в этих условиях будет иметь вид [c.351]

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]

Следовательно, здесь играет роль не только вязкость жидкости, но и ее плотность (влияние сил инерции) при ламинарном же движении плотность не влияет на расход мощности. Наконец, в тех случаях, когда созданы условия сильной турбулентности путем установки вертикальных ребер по контуру аппарата (при больших числах Рейнольдса), оказывается, что коэффициент сопротивления не зависит от числа Рейнольдса, или а = 0. [c.302]

Касательное напряжение может быть также определено при решении внешней задачи путем рассмотрения взаимодействия пограничного слоя несжимаемой жидкости с поверхностью зерен загрузки. Пограничным слоем (по Прандтлю) считается слой жидкости толщиной 5, равной расстоянию от поверхности тела до точки, где скорость движения потока жидкости достигает 99% или отличается на 1 % от скорости обтекающего потока. Пограничный слой считается ламинарным при Re 3 10 и турбулентным при Re>3 10 . Согласно теории ламинарного пограничного слоя силы инерции и вязкости имеют один и тот же порядок. Поскольку при скорости восходящего потока промывной жидкости больше критической обтекание зерен загрузки происходит при достаточно большом расстоянии между ними и влияние зерен друг на друга и на обтекающий поток можно не учитывать, то при определении значения касательных напряжений можно воспользоваться уравнениями движения несжимаемой жидкости в ламинарном пограничном слое [71], которые имеют вид [c.47]

При турбулентном режиме движения теплоносителя около теплообменной поверхности силы инерции превосходят и силы трения, и гравитационные силы возмущения. Коэффициент теплоотдачи ньютоновских капельных жидкостей и газов при турбулентном режиме течения их представляется обобщенной зависимостью [c.291]

Кроме двух основных форм движения жидкости — ламинарной и турбулентной необходимо различать и другие формы движения жидкости. Различные течения жидкости можно систематизировать, положив в основу то обстоятельство, что движение жидкости в основном определяется силами, действующими в потоке. В общем случае силы вязкости, инерции и тяжести в потоке жидкости (как и соответствующие члены в уравнении движения) соизмеримы. Поэтому такое течение называется вязкостно-инерционно-гравитационным. В этом случае в уравнения подобия для [c.54]

Отклонения от прямолинейного движения затухают в жидкости за счет вязкости, а инерция отклонившегося элемента пропорциональна его плотности. Поэтому в жидкостях меньшей вязкости и большей плотности легче развивается турбулентность. При движении двух жидкостей в одинаковых трубах и с одинаковой скоростью турбулентность легче возникает в той из жидкостей, которая имеет меньшую кинематическую вязкость. Число Рейнольдса [c.65]

В контактном теплообменном аппарате диспергирование одной из фаз производится при помощи распылителя той или иной конструкции (сопла, перфорированные тарелки и т.п.). На выходе из распылительного устройства происходит дробление струи на множество капель. При этом в барботажном слое создается развитая поверхность контакта фаз. На струю жидкости, вытекающую из отверстия или насадки, действуют силы инерции и гравитации, силы вязкости, поверхностного натяжения, а также турбулентные пульсации в струе и в самой среде. Капли, образующиеся при распаде струи, в процессе движения соударяются между собой п со стенками аппарата. Таким образом, конечная величина частиц диспергируемой фазы определяется суммарным эффектом трех процессов диспергирования, дробления и коалесценции. Определение этой величины расчетным путем пока еще невозможно из-за недостаточной изученности вопроса. Однако для ряда частных случаев решения уже получены и содержатся в работах Колдер-бенка, Фудзияма, Хейфорта и Тройбэла, Сиемса и др. [3]. [c.66]

Хотя сейчас общепринято [25, 26], что турбулентное движение в некоторые моменты времени может распространяться очень близко к стенке, при исследовании вопросов переноса массы более приемлемым является традиционное представление о структуре турбулентного пограничного слоя. Так, если газ может переноситься через ламинарный подслой за счет молекулярной диффузии, то подобный механизм переноса частиц будет возможен только для таких мелких частиц, на поведение которых существенное влияние оказывает броуновское движение [24]. В разд. 3.4 обсуждалась тенденция частиц к отставанию от турбулентного движения окружающей жидкости. Можно ожидать, что при движении к стенке частицы вырвутся из окружающего вихря за счет своей инерции и ударятся о стенку. Этот механизм проскакивания частицами области низкой турбулентности вблизи стенки и попадания на стенку был впервые предложен Фрид-лендером и Джонстоуном [15]. Трудности использования этого представления связаны в основном с аналитическим заданием условий инерционного пролета частиц. Дэвис [19] наиболее полно разработал эту модель его подход иллюстрируется на фиг. 11.2. В расчетах Дэвиса были использованы следующие допущения. [c.348]

При турбулентном режиме течения жидкости проявляются и силы инерции, в результате действия которых происходит обмен количеством движения между частицами жидкости в соседних слоях. Свойство вязкости проявляется здесь только как первичный фактор, приводящий в движение или тормозящий частицы, которые находятся вблизи жестких границ потока в случае насоса - это границы энергосообщителя. [c.45]

Жидкостное трение, обсуловленное вязкостью в чистом виде, имеет место при ламинарном движении. При турбулентном движении жидкостное трение обусловливается как вязкостью, так и инерцией, вызывающими обмен количеством движения между частицами жидкости. В настоящей работе жидкостное трбние понимается в широком смысле. [c.6]

Обычно принимают, что движение ламинарное при Ке<2320 движение приообретает турбулентный характер при Re>2320, так как вязкость в этом случае становится незначительной по сравнению с силами инерции. При турбулентном движении жидкости по гладким трубам (стеклянным, фарфоровым, керамиковым— глазурованным) коэффициент сопротивления определяют по формуле [c.13]

Критерий Рейнольдса характеризует гидродинамический режим вынужденного движения среды, соотношение сил инерции и сил вязкости в потоке. Критическое значение критерия Рейнольдса Кекр 2200 является границей между ламинарным и начинающимся турбулентным движением. При Не<Кекр поток жид-, кости ламинарный, при Ке>Некр ламинарное движение переходит в турбулентное (переходный режим) и при значении Ке = 10 поток жидкости носит развитый турбулентный характер. [c.19]

Частицы аэропланктона распространяются в атмосфере пассивно, т. е. так же, как и неживые частицы, в результате тех же процессов они увлекаются ветром, диффундируют в результате броуновского движения и турбулентных пульсаций скорости и направления ветра. Поэтому распространение аэропланктона в атмосфере определяется главным образом процессами атмосферной диффузии. То же самое относится к процессам осаждения этих частиц на различных объектах на поверхности Земли как и в случае обычных аэрозольных частиц, осаждение происходит под действием сил тяжести сил инерции, электростатических сил, в результате тер-мофореза, диффузиофореза и т. п. Что же касается попадания частиц аэропладктона в атмосферу, то оно может происходить путями, характернымн и для неживых частиц (сдувание с поверхностей, дробление жидкости, высыхание взвешенных капель и т. п.), но в ряде случаев происходит и активно, т. е. в результате жизнедеятельности тех или иных организмов. [c.168]

Количественное описание элементарного акта флотации является сложной задачей, решения которой основаны на различных представлениях о физической сути процесса (см. раздел 9.2). Как известно, для описания сходной задачи сорбции, лимитируемой скоростью переноса молекул примеси в жидкой фазе, применяют уравнения диффузии. Хаотическое движение частиц в турбулентных потоках можно описать аналогичными уравнениями, подставив в них значения коэффициента турбулентной диффузии. Диффузионное уравнение турбулентной миграции частиц типа (9.7) корректно в том случае, когда характерный линейный размер исследуемого потока значительно превосходит внутренний масштаб турбулентных вихрей (размер самых мелких пульсаций). Вместе с тем в отличие от молекул сорбируемых веществ частицы обладают конечными размерами и массой, что вызывает отклонение их траекторий от линий тока жидкости. В. Г. Левич показал, что для частиц субмикронных размеров вероятность осаждения по диффузионному механизму значительно выше, чем вследствие инерционного сноса. В то же время большинство исследователей при анализе гидродинамического этапа элементарного акта флотации рассчитывают траекторию частицы на основе баланса сил тяжести, инерции и вязкого сопротивления без учета пульсационной составляющей скорости. Оценочные расчеты, однако, показывают, что даже для колонных аппаратов, в которых отсутствуют механические перемешивающие устройства, вследствие диссипации энергии всплывающих пузырьков частицам сообщается пульсационная скорость, соизмеримая со скоростью их седиментации. Известно, что уже при Кеь=20 за пузырьком возникает вихревое течение, способное засасывать относительно мелкие частицы. Таким образом, при изменении типоразмера флотационной машины может изменяться не только скорость осаждения частиц на пузырьки, но и его механизм. Невозможность создания флотационной машины, оптимальной при обогащении сырья различного гранулометрического и химического состава, обусловлена различиями необходимых гидродинамических условий процесса. [c.213]