Диссипация кинетической энергии

Для ламинарного течения жидкости с постоянными физическими свойствами вдоль плоской пластины в случае, когда можно пренебречь диссипацией кинетической энергии, уравнение энергии имеет вид [c.166]

В верхней части приземного слоя наблюдается крупномасштабная турбулентность, близкая к однородной и изотропной, вызванная взаимодействием различных течений воздуха. В нижней части приземного слоя турбулентность сравнительно мелкомасштабная, генерируемая в основном обтеканием ветром строений, неровностями и шероховатостью поверхности земли. Эту турбулентность нельзя считать однородной и изотропной, но, как отмечает Л. И. Седов [20], ее можно рассматривать как простейший вид турбулентного движения, которое под действием сил вязкости, вызывающих диссипацию кинетической энергии, приближается к однородному изотропному. Диссипация энергии в атмосфере (или ее рассеяние) — это переход части кинетической энергии ветра в тепло под действием внутреннего трения — молекулярной вязкости воздуха. Диссипация тем значительнее, чем больше изменение скорости воздушных масс от точки к точке. Она связана преимущественно с мелкомасштабной турбулентностью. Наибольшее количество энергии рассеивается в нижних слоях атмосферы, особенно в приземном. [c.24]

Хотя основная роль расположенной на боковой стороне теплообменника заслонки состоит в предохранении близлежащих труб от эрозии, подобную же заслонку часто устанавливают во впускном коллекторе перпендикулярно трубному пучку (см. рис, 2, в и г), что способствует диссипации кинетической энергии втекающего потока И обеспечивает более однородное распределение давления в коллекторе. Как будет показано ниже, это позволяет существенно улучшить распределение потока по отдельным трубам пучка. [c.161]

Неравенство (11.26) хорошо известно. Его смысл был разъяснен Чандрасекаром ) Минимальный перепад температур, при котором возникает неустойчивость, должен быть таким, чтобы возникал стационарный баланс между вязкой диссипацией кинетической энергии и производством внутренней энергии за счет сил выталкивания . Таким образом, неравенство (11.26) является следствием конкуренции между диссипацией кинетической энергии и возникновением внутренней энергии. [c.154]

Если поток энтропии превосходит производство энтропии за счет теплопроводности, флуктуации начнут проникать глубоко в слой жидкости и состояние покоя станет неустойчивым. Отметим, что оба неравенства (11.26) и (11.28) выражают свойства флуктуаций. Диссипация кинетической энергии в (11.26) связана с флуктуациями скорости, но поскольку мы изучаем устойчивость состояния покоящейся жидкости, эта диссипация равна полной диссипации кинетической энергии в системе. Напротив, производство энтропии в (11.28), связанное с температурными флуктуациями, не следует путать с производством энтропии в результате температурного перепада (11.3). К этому вопросу мы еще вернемся в разд. ll.il, когда будем кратко рассматривать проблему Бенара для бинарных смесей. Там мы увидим, что неустойчивость может возникнуть даже тогда, когда более легкая жидкость находится наверху [c.154]

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]

Частицы в потоке, двигаясь с различными скоростями, увеличивают диссипацию кинетической энергии, в результате чего имеет место отставание частиц от турбулентного движения жидкости (последнее усиливается с ростом волнового числа турбулентности). Таким образом, наличие твердых частиц в потоке видоизменяет энергетический спектр турбулентного движения в основном в области больших волновых чисел. [c.78]

Функции фтп(х) называют функциями памяти. Наличие в уравнениях (5.2.11) слагаемых, включающих такие функции, обусловлено влиянием случайных сил на закономерности изменения секулярных величин во времени. Ниже будет показано, что учет именно этих слагаемых позволяет описать необратимый характер изменения секулярных величин во времени, связанный с диссипацией кинетической энергии, диффузией целевого компонента и т. д. [c.237]

Данные масштабы определяют ширину пика кривых Кх,т т) и Щ. т) вблизи точки г = О и время жизни наиболее мелких вихрей, вызывающих диссипацию кинетической энергии в теплоту. [c.26]

Рпс. 9-3. Течение между цилиндрами в условиях генерации тепла за счет вязкой диссипации кинетической энергии. Часть системы, которая выделена штриховой линией, изображена в идеализированном виде на рис. 9-4. Внутренний цилиндр неподвижен, внешний цилиндр враш ается с угловой скоростью Й. [c.254]

Это уравнение получено из баланса сил, действующих на элемент среды, и аналогичные уравнения справедливы для компонент скорости и у и и,. Здесь Оу и 11- — усредненные по времени скорости движения жидкости в трех направлениях, а Ыу и — пульсации скоростей. Соответствующее уравнение для теплообмена без диссипации кинетической энергии в теплоту будет [c.184]

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]

Очевидно, что если бы мы пытались вычислять по обычной формуле = а(Г(, - Гоо), то пришли бы к результатам, противоречащим действительности. Поэтому при высоких скоростях движения газа, когда существенна диссипация кинетической энергии, коэффициент теплоотдачи следу-Рис. 5.17. Изменение температуры в по- ет относить К разности между темпе- [c.172]

Наибольшая вероятность образования вихрей и больших пульсаций возникает в проходящем через канал потоке, вытекающем из среды, диссипация кинетической энергии в которой значительна. [c.66]

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]

В стационарном состоянии скорость диссипации кинетической энергии турбулентности (в правой части спектра) должна быть равна скорости образования энергии турбулентности (в левой части спектра) за счет градиента скорости в пограничных слоях, которые и являются причиной турбулентности. [c.215]

При значении числа Маха М S 0,25 течение газа практически не отличается от течения несжимаемой ( капельной ) жидкости (см. 4.3). Газ называется сжимаемым, если его скорость такова, что М > 0,25. Для сжимаемого газа характерными являются следующие особенности. Во-первых, при натекании газа на поверхность тупоносого тела (ракеты, космического корабля и др.) Б окрестности лобовой точки вследствие его сжатия происходит выделение значительного количества теплоты, в связи с чем в этой области потока температура достигает высоких значений. Например, если температура набегающего потока воздуха Too = 300 К, а число Mqo = 5, то в пристенном слое температура равна приблизительно 1800 К. С увеличением числа М эта температура возрастает и может достигнуть значения, при котором возникает диссоциация молекул газа и имеют место другие физико-химические превращения. Во-вторых, при больших числах М в пограничном слое наблюдаются большие градиенты скорости, в связи с чем оказываются большими силы внутреннего трения. Из-за действия сил трения происходит диссипация кинетической энергии газа, т.е. эта энергия превращается в теплоту. Выделение теплоты приводит к повышению температуры газа. В этом случае в уравнении энергии (см. 4.6) нельзя пренебрегать диссипативной функцией 8. В-третьих, из-за больших перепадов температуры (в общем случае и давления) в пограничном слое физические свойства газа нельзя считать постоянными. Такие свойства газа, как плотность р, вязкость ц, теплопроводность X, могут сильно изменяться при переходе от одной точки пограничного слоя к другой. Отмеченные особенности учитываются в теории пограничного слоя сжимаемого газа. [c.171]

Турбулентное движение в грубом приближении можно представить в виде множества вихрей различных масштабов. Масштаб наибольших вихрей порядка толщины пограничного слоя. Эти вихри, характеризующие пульсационное движение, как и другие, черпают энергию из усредненного движения, а затем передают ее вихрям меньшего масштаба. Последние передают энергию еще меньшим вихрям и т.д. В самых мелких вихрях энергия жидкости превращается в теплоту. Говорят, что в этом случае происходит диссипация кинетической энергии жидкости вследствие работы сил вязкости. Отмеченный каскадный процесс передачи энергии является характерной чертой турбулентного движения. Другой его особенностью является трехмерность пульсационных движений (мгновенные значения скорости в произвольной точке турбулентного потока всегда зависят от трех координат х, у и г). [c.190]

Рассмотрим гелий, текущий по капилляру с постоянной ско- ростью V. Наличие вязкости проявилось бы в том, что благодаря трению о стенки трубки и трению внутри самой жидкости происходили бы диссипация кинетической энергии жидкости и постепенное замедление потока. [c.395]

Стационарной ситуации удается добиться путем введения дополнительной диссипации кинетической энергии на больших масштабах (в уравнение для [/ дописывается член вида -у 7 , так называемое линейное трение, обычно используемое и при прямых численных экспериментах с двумерной турбулентностью). На рис.7.10 показаны осредненные по времени значения энергии пульсаций скорости и температуры в отдельных октавах Еу И. Проведены линии, соответствующие степенным законам [c.126]

На характер взаимодействия газового потока и пленки жидкости на стенках камеры разделения определяющее влияние оказывают процессы тепломассообмена контактирующих сред. Диссипация кинетической энергии за счет сил трения на границах сред и тепловой поток от газа к пленке вызывают интенсивное испарение жидкости из пленки. [c.131]

Работа внутренних сил. Работа внутренних сил каждой фазы обычно разделяется на обратимую работу внутренних сил давления на сжатие или расширение материала фазы и на работу внутренних сдвиговых сил, в случае вязкой жидкости, приводящую к диссипации кинетической энергии. Определим эти работы через уже введенные средние макроскопические параметры для фазы из недеформируемого вещества или фазы, в которой сдви- [c.31]

Теплота межфазного трения и соударения частиц. В отличие от обтекания затупленного тела чистым без частиц идеальным газом, когда его температура повышается только за счет адиабатического сжатия (в том числе и в ударной волне), прп обтекании тела газовзвесью температура газа повышается не только за счет его сжатия, но и за счет теплоты межфазного трения, т. е. за счет диссипации кинетической энергии из-за интенсивного трения при относительном движении фаз. Заметим, что в ранее рассмотренных в данной главе течениях газовзвесей повышение температуры за счет этого диссипативного процесса было малозаметным. Здесь же из-за интенсивного межфазного скольжения со скоростями VI — У2, VI — Уз и У2 — У3 и значительного массового содержания частиц указанный источник повышения температуры является существенным. [c.396]

А. Дифференциальные уравнения для энтальпии. На рис. 1 представлен элементарный объем для потока первого теплоносителя в теплообменнике. Длина пути в направлепии течения обозначена г,, а соответствующа поверхность раздела ёЛ. Если течение стационарное и диссипацией кинетической энергии, внешней работой и гравитационной потенциальной энергией в поле силы тяжести п )енебрегают, то в соответствии с уравнением энергии для стационарного течения 1см. (3) из 1.2.2)] имеем [c.27]

В качестве внутренних источников теплоты могут выступать источники, связанные с изменением агрегатного состояния жидкости (центры парообразования, конденсации) либо с протеканием химических реакций (например, сгорание топлива). Подробнее эти вопросы будут рассматриваться дальше. В данном параграфе разбирается конвективный теплообмен в жидкости постоянной плотности, однофазной и однокомпонентной. В ней единственным источником внутреннего тепловыделения является превращение (диссипация) кинетической энергии движения в теплоту силами трения, в частности, при ламинарном движении, — силами вязкого трения. Согласно [15, 16, 39], объемная мощность этих источников есть [c.9]

Как следует из п. 1.1, в простой конструкции вихревого аппарата протекают весьма сложные процессы. В камере разделения перемещаются в осевом направлении два или несколько закрученных встречных потоков. Взаимодействие потоков не поддается строгому математическому описанию. Резкое уменьшение тангенциальной составляющей скорости трудно объяснить только трением газа о стенки. Вероятно, одной из основных причин диссипации кинетической энергии являются пульсации. Последние при больших градиентах скорости и давления по радиусу и длине камеры увеличива- [c.14]

Течение вязкой и теплопроводящей жидкости не является изоэнтропическим вследствие диссипации кинетической энергии и теплообмена между отдельными частями жидкости. Первый член правой части уравнения (1ЛЗ), умноженный на рср, представляет o6of удельную теплоту трения, выделившуюся в единищ массы жидкости за единицу времени, или, что то ж( самое, отнесенную к единице массы кинетическую энер ГИЮ, превращенную из-за действия сил вязкости в теп лоту за единицу времени. Второй член, будучи умноже на рсру представляет собой количество теплоты, полу ченной единицей массы жидкости за единицу времен) посредством теплопроводности от окружающих частей [c.10]

Равенство скоростей поперечных и продольных пу саций выражает факт сохранения кинетической энерг в процессе распада и образования пульсаций. Для кр> номасштабных пульсаций это равенство очевидно, т как крупномасштабные пульсации не сопровождают диссипацией кинетической энергии. В случае мел масштабных пульсаций равенство может [c.72]

Основными процессами, управляющими тектонической активностью Земли, могут быть только те энергетические процессы, которые в наибольшей степени снижают потенциальную (внутреннюю) энергию нашей планеты и системы Земля-Луна. При этом снижение потенциальной энергии проис-.ходит за счет ее перехода в тепловую, или кинетическую, энергию движения земных масс - конвекцию, дрейф литосферных плит, горообразование и т.д. В свою очередь, любые перемещения земных масс также сопровождаются диссипацией кинетической энергии и вьщелением тепла. Это тепло приводит к частичному расплавлению вещества верхней мантии (астеносферы) под рифтовыми трещинами, а также над субдуцирующей литосферой, питая своей энергией магматизм Земли. Однако все это тепло в конце концов постепенно рассеивается и теряется в космосе с тепловым излучением нашей планеты. [c.250]

Здесь в уравнении Рэлея — Ламба для приближенного учета диссипации кинетической энергии, связанной не только с вязкостью несущей жидкости 11, используется эффективная вязкость 1эф (см. ниже 6). [c.105]

Тепловая диссипация кинетической энергии связана с необратимостью или пеполитропичностью процессов в газе, а именно при сжатии, когда температура газа выше температуры жидкости Го, газ рассеивает в жидкость тепла больше, чем возвращает от жидкости при расширении, когда его температура ниже температуры шидкости. [c.119]

Диссипация кинетической энергии жидкости в ее тепловую энергию, главным образом, из-за теплопроводности приводит к затуханию колебаний, и пузырек из начального состояния, характеризуемого параметрами о, Г,,, иере11дет в состояние с параметрами а , где [c.187]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология