Смешение в поперечном направлении

Благодаря перемешиванию жидкости в турбулентном потоке происходит интенсивный перенос ее частиц в поперечном направлении, сопровождающийся переносом количества движения. В этом переносе участвуют совокупности частиц ( комки , вихри) жидкости, которые проходят некоторый путь длиной I, после чего разрушаются. Путь I, проходимый совокупностью частиц в поперечном направлении к оси потока от момента ее возникновения до момента разрушения, является средней характеристикой амплитуды турбулентных пульсаций (масштаба турбулентности) и называется путем смешения. Энергия, затрачиваемая на поддержание рассматриваемого состояния, непрерывно переходит от пульсаций крупного масштаба (в турбулентном ядре) к пульсациям малого масштаба (в пограничном слое). Так как энергия при колебательном движении равна произведению амплитуды колебаний на их частоту, то крупномасштабные пульсации происходят с низкими, а мелкомасштабные —с высокими частотами. [c.41]

Когда движущаяся среда проходит через слой частиц, неоднократное поперечное перемещение совместно со смешением элементов объема различных потоков приводит к некоторому смешению в направлении, перпендикулярном главному потоку. [c.188]

Термин продольный , или осевой , перенос применен, чтобы отличить смешение в направлении движения потока от смешения в поперечном, или радиальном, направлении, которое условимся первоначально не учитывать. Продольное и поперечное смешение могут значительно различаться по величине. Например, при протекании жидкости в трубе вследствие градиента скоростей основную роль играет осевое смешение, в то время как радиальное смешение осуществляется только за счет молекулярной диффузии. [c.259]

При турбулентном режиме наряду с общим движением потока происходит также движение отдельных частиц в направлении, перпендикулярном общему движению (турбулентные пульсации). Несмотря на кажущуюся беспорядочность этих пульсаций, они следуют определенным закономерностям. Эти закономерности состоят в том, что среднее значение пути смешения / (расстояние, на которое перемещаются частицы в поперечном направлении) и средняя пульсационная скорость и (скорость частиц при перемещении в поперечном направлении) сохраняют с течением времени некоторую постоянную величину, зависящую от гидродинамических условий. По аналогии с кинетической теорией газов можно отметить, что путь смешения соответствует среднему свободному пробегу молекул, а средняя пульсационная скорость— средней квадратичной скорости движения молекул. [c.99]

Для получения дополнительных сведений относительно струи, помимо ее формы, принимают допущение о природе турбулентного смешения. Это допущение обычно связано с механизмом переноса количества движения (или завихренности) в поперечном направлении потока жидкости. Так, необходимо постулировать, каким образом происходит процесс микромасштабного смешения. Так как процесс смешения непосредственно связан с турбулентностью, принимаемая система допущений должна одновременно -объяснить турбулентные колебания элементарных объемов жидкости. [c.298]

Прандтль [9] выдвинул предположение о существовании аналогии между хаотическим двин ением молекул, описываемым кинетической теорией газов, и случайным движением элементарных объемов жидкости в ноле турбулентного потока. При этом возникают трудности, так как элементарные объемы жидкости не являются дискретными телами, какие представляют собой молекулы. Однако Прандтль постулировал, что элементарные объемы жидкости, переходящие в результате турбулентного движения из одного слоя в другой в поперечном наиравлении, сохраняют свое количество движения. Среднее расстояние, на которое перемещается элемент жидкости в поперечном направлении, называют длиной пути смешения эта величина аналогична среднему расстоянию перемещения молекул между столкновениями (длине свободного пробега). Теоретически напряжение сдвига может ыть выражено уравнением [c.299]

Отправляясь от соображений, приведенных в работе [127], будем следить за взаимной диффузией компонентов в некотором сечении (х = 0) заряда. За время дt граница зоны смешения сдвинется в поперечном направлении на величину порядка [c.96]

Для более полной характеристики процесса смешения в пластикаторах, как и в других шнековых машинах, различают смешение в поперечном и продольном направлениях. Под смешением в поперечном направлении понимают эффект смешения, имеющий место в относительно тонком объемном слое, перпендикулярном оси шнека, примерно в пределах объема одного межвиткового канала шнека. [c.82]

Прандтль исходил из представления, что в пульсациях, имеющих место в турбулентном потоке, участвуют комки жидкости, которые проходят в поперечном направлении путь I (путь смешения) без потери своей индивидуальности, не передавая окружающей жидкости импульса. Если средние скорости в точках начала и конца пути обозначить через Шн и Шк, то по Прандтлю [c.112]

В перерабатывающих агрегатах целесообразно различать смешение в широком интервале — в продольном направлении, или внешний эффект смешения, и смешение в узком интервале — в поперечном направлении, или внутренний эффект смешения. [c.202]

Смешение в поперечном направлении. Смешение в поперечном направлении, или внутренний эффект смешения, характеризует диспергирование на относительно небольшом участке винтового канала или, при упрощенном рассмотрении, перпендикулярно к оси винтового канала. [c.203]

Конструкцию элементов, усиливающих напряжение сдвига, и перемешивающих элементов двухчервячных экструдеров рассчитывают так, чтобы помимо интенсивного сдвига или смешения в поперечном направлении они обеспечивали еще передачу массы с одного червяка на другой смешение в продольном направлении при этом усиливается. [c.219]

Котел № 2 представляет собой котел-утилизатор, действующий как промежуточный аппарат, в котором охлаждается технологический газ при прохождении между первым и вторым слоями контактного аппарата. Технологический газ подается в верхнюю часть котла при температуре порядка 600 °С и проходит через пучок труб в поперечном направлении. После смешения холодного воздуха с газом, выходящим из котла, температура становится равной приблизительно 440°С. Образование пара в трубах происходит при давлении 24,5 ата. [c.191]

В машине 25К продольное перемешивание композиции, т. е. обмен между порциями, расположенными в различных каналах червяка, происходит лишь в очень незначительной степени. Смесь перемешивается только в пределах одного канала в направлении, параллельном оси червяка, благодаря так называемому циркуляционному течению. Однако для хорошего смешения интенсивное продольное перемешивание совершенно необязательно. Вполне достаточно, если машина производит хорошее перемешивание в поперечном направлении при условии, что компоненты хорошо предварительно смешаны и дозированы так, что в каждом канале мно- [c.363]

Здесь хну — координаты в продольном и поперечном направлениях к основному потоку, [/о — скорость на оси у = 0), и — скорость невозмущенного потока за пределами следа, 6 — полуширина следа, — диаметр частицы. Со — коэффициент сопротивления частицы. Постоянная (3 определяется как отношение длины смешения I к полуширине следа I = 36) и считается равной 0,2. [c.123]

Эффективность измельчения и распределения ингредиентов в двухчервячных экструдерах определяется прежде всего шириной зоны щелей и межгребневых полостей, образовавшихся вследствие зазора между червяками, и массой полимера, проходящего через щель. Для достижения хорошего смешения в продольном и поперечном направлениях необходимо, чтобы вся масса материала по меньшей мере однократно подверглась воздействию напряжения в зоне щели [84]. [c.149]

Дробление и изменение направления потока продукта и ведет к повышению эффективности смешения в продольном и поперечном направлениях. В зависимости от сложности процессов измельчения и распределения число и форму кулачков можно изменять. Секции корпуса с отверстиями для дегазации или загрузки расплавов, твердых продуктов, паст или жидкостей можно устанавливать в любой части машины. [c.154]

Для непрерывного проведения более медленных реакций приходится применять иные типы реакторов. Их выполняют в виде реакционных колонн или других аппаратов большой емкости, но структура потоков в них значительно отличается от идеальной (реальные реакторы). Можно использовать сочетания или последовательность идеальных реакторов. Одна из них — это каскад реакторов полного смешения (рис- 79, а) или аналогичные ему секционированные реакторы, разделенные на секции дырчатыми перегородками, поперечными направлению потока (рис. 79,6). Для каждого реактора каскада или секции (рис. 80) можно записать такое уравнение [c.320]

Исследуется поперечная диффузия гидродинамически нейтральной примеси в зернистом слое, рассматриваемом как совокупность ячеек. Показано, что при больших величинах времени устанавливается нормальный закон распределения концентрации примеси в поперечном направлении, с дисперсией, обратно пропорциональной среднему времени пребывания в ячейке и не зависящей от формы распределения времени пребывания в ячейке. Выведен общий критерий времени установления нормального распределения, который конкретизирован применительно к модели ячеек идеального смешения с различными типами застойных зон. Исследованная схема описывает процессы диффузии в слое пористых и непористых частиц, а также частиц, адсорбирующих примесь, и теплопроводности в зернистом слое в условиях, когда передача тепла через точки контакта незначительна. [c.14]

В случае диффузионных камер сгорания (т. е. при = 0) можно полагать, что изменение концентрации кислорода вдоль камеры обусловлено турбулентным (конвективным) смешением кислорода с топливом в поперечном направлении и мгновенным его выгоранием. Таким образом, можно написать упрощенное уравнение этого процесса в виде [c.421]

Закономерность движения частиц при турбулентном потоке заключается в том, что в поперечном направлении частицы отклоняются от прямолинейного пути на некоторое расстояние /, называемое путем смешения, причем среднее значение пути смешения определяется кинематической характеристикой потока в данной точке. Таким же образом можно говорить и о средней скорости этого поперечного движения и (средняя пульсационная скорость). [c.50]

При турбулентном движении перенос вещества в направлении, перпендикулярном основному потоку, происходит в основном за счет перемещения макроскопических элементов жидкости (вихрей), которое в свою очередь вызывается турбулентными пульсациями. Несмотря на беспорядочность пульсаций, они следуют закономерностям, состоящим в том, что среднее значение пути смещения I (расстояние, на которое перемещаются частицы в поперечном направлении) и средняя пульсационная скорость V (скорость перемещения частиц в поперечном направлении) сохраняют с течением времени некоторое постоянное значение, зависящее от гидродинамических условий. По аналогии с кинетической теорией газов можно отметить, что путь смешения соответствует среднему свободному пробегу молекул, а средняя пульсационная скорость— средней квадратичной скорости движения молекул. Перенос [c.77]

Эффективность измельчения и распределения определяется прежде всего шириной щели и долей массы, проходящей через щель, в общей массе материала. Для достижения хорошего смешения в продольном и поперечном направлениях необходимо, чтобы вся масса по меньшей мере однократно подверглась воздействию напряжения в зоне щели [17]. Правильно рассчитав изменение ширины щели в последней трети червяка, а также размещая в этой зоне элементы, усиливающие напряжение сдвига, или перемешивающие устройства (ср. раздел Одночервячные экструдеры ), можно существенно усилить гомогенизирующее действие одночервячных экструдеров, а именно, принудительное течение в зоне питания. [c.219]

За вершиной конуса потенциального ядра смешение с окружающей средой происходит непрерывно по всему поперечному сечению струи. Явления, происходящие в этой зоне смешения, имеют большое значение в любом анализе процессов сгорания. Обычно при рассмотрении зоны смешения принимают ряд допущений, например, что статическое давление в свободной струе остается постоянным и равным давлению окружающей среды по всему полю потока. Таким образом, сохраняется постоянство количества движения Б направлении оси струи. Второе обычно принимаемое допущение, что форма кривой распределения скоростей остается неизменной в любой точке по оси [c.297]

Практически оказалось, что при однонаправленном армировании самые различные механические и термические характеристики (модуль упругости, коэффициент Пуассона, теплопроводность, термическое расширение) вдоль направления волокон подчиняются простому закону смешения. Следует отметить, что рассмотренные модели дают довольно скромные результаты при оценке свойств в поперечном направлении. В этом случае целесообразно привлекать более сложные модели. Использование таких моделей привело к выводу о том, что свойства в поперечном направлении и модуль сдвига композиционного материала чувствительны к разности в значениях коэффициента Пуассона, геометрии волокна, способу упаковки волокон и, в особенности, к свойствам матрицы. [c.81]

Гидродинамические характеристики вод5шых струй высокого давления. Дпя научно обоснованного выбора технологического режима гидравлического извлечения кокса необходимо располагать надежным методом расчета гидродинамических характеристик водяной струи. Свободную (незатопленную) струю можно рассматривать как узкую область турбулентного движения, характеризующегося значительдю большей скоростью в одном - главном - направлении, чем скорость во всех остальных. В неизотропном турбулентном потоке, каким жляется струя, имеет место как порождение, так и диссипация турбулентности. Из теории неизотропной свободной турбулентности известно, что развитие турбулентного течения вниз по потоку зависит в сильной степени от условий его возникновения. Это подтвер ждено эмпирическим фактором, что пространственные изменения в поперечных направлениях струи намного больше соответствующих изменений вдоль оси струи, в то время как отношение соответствующих скоростей прямо противоположно. Порождение турбулентности в струе происходит из-за градиента осредненной скорости, который зависит от турбулентности в источнике возникновения струи, перенесенной вниз по потоку за счет турбулентной диффузии. Для случая неизотропной турбулентности разработано несколько феноменологических полуэмпирических теорий, из которых наиболее известная - теория пути смешения Прандтля [2023. Однако ни одна теория не объясняет действительного распределения турбулентных пульсаций и физический механизм свободной турбулентности, поскольку они базируются на экспериментальных данных относительно осредненных скоростей. [c.153]

Предельный случай идеального смешения совнадает с приближением гомогенной реакционной зоны, с которым мы уже имели дело в теории горения. Этот случай осуществляется для гомогенных реакций в турбулентном реакторе, а для контактных про- цессов (гетерогенный катализ) — в псевдоожиженном (кипящем) слое. В предельном случав идеального вытеснения исходная смесь не перемешивается с продуктами реакции и состав ее меняется только по мере протекания реакции. Такой режим мог бы осуществляться в ламинарном потоке, который в технических приложениях, как правило, не используется. В обоих указанных приближениях не учитывается неравномерность концентраций и тем-пертур в поперечном направлении, т. е. используются средние значения этих величин по сечению. [c.450]

Месильные кулачки, расположенные в определенной последовательности, обеспечивают полную и равномерную, ограниченную по месту и времени пластикацию полимера. Прорыв непласти-цированных частиц продукта в зону выгрузки машины надежно прегражден. Месильные кулачки используются и для создания дополнительных полей сдвига в расплаве, необходимых для измельчения пигментных агломератов. Ступенчатое расположение кулачков в форме винтовой лестницы обеспечивает постоянное дробление и изменение направления потока продукта и ведет к повышению эффективности смешения в продольном и поперечном направлениях. [c.234]

Согласно уравнению (1.30), проницаемость можно увеличить, увеличив диаметр частиц, однако при использовании больших частиц ухудшаются значения Н. Действительно, как будет показано далее, в этом случае преимущество высокой проницаемости сводится на нет. Уравнение (1.30) предназначено для регулярно заполненных колонок, у которых отношение диаметра колонки с к диаметру частиц йр больше 10. Как показали Халас [19] и Нокс [20], при (1с1йр, меньшем 5, Я уменьшается, а проницаемость увеличивается в 10 и более раз. Увеличение в эффективности достигается в результате увеличения смешения в поперечном направлении в подвижной фазе. В жидкостной хроматографии такие нерегулярно упакованные колонки, по-видимому, должны иметь реальные преимущества перед регулярно упакованными колонками при заданном перепаде давлений можно более чем в 10 раз уменьшить или увеличить Ь. Однако в настоящее время такие колонки трудно сделать воспроизводимыми. [c.33]

В результате экспериментов установлено, что на большей части червяка экструдера сосуш,ествуют твердая и жидкая фазы, однако разделение их приводит к образованию слоя расплава у толкающего гребня червяка и твердой полимерной пробки у тянущего гребня. Ширина слоя расплава постепенно увеличивается в направлении вдоль винтового канала, в то время как ширина твердой пробки умень -шается. Твердая пробка, имеющая форму непрерывной винтовой ленты изменяющейся ширины и высоты, медленно движется по каналу (аналогично гайке по червяку), скользя по направлению к выходу и постепенно расплавляясь. Все поперечное сечение канала червяка от точки начала плавления до загрузочной воронки заполнено нерасплавленным полимером, который по мере приближения к загрузочному отверстию становится все более рыхлым. Уплотнение твердого полимера позволяет получать экструдат, не содержащий воздушных включений пустоты между частицами (гранулами) твердого полимера обеспечивают беспрепятственный проход воздушных пузырьков из глубины экструдера к загрузочной воронке. Причем частицы твердого полимера движутся по каналу червяка к головке, а воздушные пузырьки остаются неподвижными. Хотя описанное выше поведение расплава в экструдерах является достаточно общим как для аморфных, так и для кристаллических полимеров, малых и больших экструдеров и разнообразных условий работы, оказалось, что при переработке некоторых композиционных материалов на основе ПВХ слой расплава скапливается у передней стенки канала червяка [12]. Кроме того, в больших экструдерах отсутствует отдельный слой расплава на боковой поверхности канала червяка, чаще наблюдается увеличение толщины слоя расплава на поверхности цилиндра [131. Как отмечалось в разд. 9.10, диссипативное плавление — смешение возможно в червячных экструдерах в условиях, которые приводят к возникновению высокого давления в зоне питания. В данном разделе будет рассмотрен процесс плавления, протекающий по обычному механизму. Отметим, что на большей части длины экструдера [c.429]

Применение указанного выше приема увеличения топочного пространства без каких-либо добавочных мероприятий, направленных на интенсификацию смесеобразования в этом объеме, привело в свое время к утверждению что топочный объем должен быть тем больше чем больше летучих содержится в топливе Однако утверждение это сколько-нибудь обо снованно может быть отнесено только к опи санному выше пассивному приему смешения неоднородного газового потока. Значительно более эффективным при схемах с поперечным питанием оказывается прием принудительного, достаточно интенсивного перемешивания разнородных участков топочных газов, движущихся по топочному объему. Этого можно достигнуть либо принудительным сближением таких участков, создавая суженные горловины в топочном пространстве, либо так называемым острым дутьем, т. е. введением в поток струй вторичного воздуха при больших начальных скоростях его вдувания (50-4- 80 м/сек), что обеспечивает значительную местную турбулизацию потока. Такой прием может привести к значительному сокращению рабочей зоны пламенной части горения, ведущейся по диффузионному принципу, иначе говоря, к сокращению зоны окончательного вторичното смешения газифицированного тоилива с воздухом. При схеме поперечного питания острое дутье играет роль не столько источника вторичного воздуха, сколько аэродинамического турбулизатора, перемешивающего параллельные слои потока с недостатком (Д]<1) и избытком ( 1 > 1) воздуха. Примеры такой организации слоевых процессов приведены на фиг. 1 5-5,а и б. [c.155]

В работе [68] рассмотрены характеристики кругового восходящего факела. При ламинарном режиме течения использовалось разложение в ряд относительно точного рещения для Рг= 1,0 и Рг = 2,0. Для турбулентного режима течения применялась модель турбулентной вязкости, позволяющая получить точные решения, при турбулентных числах Прандтля 1,0 и 2,0. Приближенные решения были основаны на этих точных решениях. В работе 1[55] с помощью модели турбулентности Рей-хардта [51] исследовалось смешение струй разных газов с воздухом при истечении в затопленное пространство и проводились измерения параметров струй. В работе [67] описываются эксперименты со струями соленой воды, истекающими вниз в пресную воду. Для изучения эффектов, связанных с поперечным обтеканием, эти струи перемещались в горизонтальном направлении. [c.193]