Распределение в потоке неньютоновской жидкости

Турбулентный режим. Движение неньютоновских жидкостей в турбулентной области по аналогии с движением ньютоновских жидкостей может быть описано с помощью универсального профиля скоростей (см. стр. 78). На рис. 3.41 показано логарифмическое распределение скоростей для турбулентного режима потока неньютоновской жидкости при ее движении в гладкой трубе (по Прандтлю). Для неньютоновских жидкостей, в предположении, что касательное напряжение т и градиент скорости сШ йп остаются постоянными, предложены следующие зависимости. [c.101]

А. Е. Горштейном [87] и А. Д. Гольцикером [88]. Несмотря на различие применявшихся методик (пьезоэлектрические и емкостные датчики, пристеночные наблюдения в рассеченных по оси аппаратах и т. д.), качественные результаты этих работ близки —всеми исследователями установлено наличие ядра высокой порозности и плотной периферийной зоны в опытах авторов данной монографии [88] дополнительно было найдено существование переходной зоны обмена. Типичное распределение порозности фонтанирующего слоя приведено на рис. 45. В работах [87 и 88] даны подробные результаты по углам раствора ядра низкой концентрации, предельным высотам слоя и т.д. Следует особенно отметить отличие роли решетки в фонтанирующем слое и при псевдоожижении если в последнем случае главная функция решетки — равномерное газораспределение, то при фонтанировании ее роль скромнее — поддержание осевшего при остановке слоя. Особенно существенным является установление в гидродинамических опытах авторов книги (см., например, рис. 46) отсутствие контакта слоя с решеткой ввиду отжатия его воздушным потоком, образование своеобразного пузыря у сетки. Именно поэтому в рядё первых конструкций аппаратов с фонтанирующим слоем для обезвоживания и грануляции (например, патент Бужу ) предлагалось размещать форсунку в устье конической части (рис. 47), причем к одному из преимуществ такого конструктивного решения относилась возможность предварительной подсушки капель горячим воздухом. В случае подачи неньютоновской жидкости (паста, суспензия) подогрев форсунки [c.133]

При атмосферном давлении стержневой режим течения наблюдался при значительных приведенных скоростях газа (15—20 м сек) [49] и малых расходах воды, от случай течения довольно сложен, так как для полного гидродинамического описания пленочного режима течения необходимо знать распределение фаз в потоке, распределение скоростей и касательных напряжений. Здесь любопытно отметить, что проведенные измерения профиля скоростей в двухфазном потоке и распределение фаз [92] показали, что в кольцевом потоке профиль скоростей изменяется от плоского, соответствующего закону распределения скоростей в турбулентном потоке ньютоновской жидкости, к заостренному, соответствующему ламинарному режиму течения. Кажущаяся вязкость у стенки больше вязкости каждой фазы Экспериментальные данные позволяют предположить, что течение двухфазной жидкости является неньютоновским. Поэтому теоретическое решение вопроса определения режимов и теплоотдачи при двухфазном течении связано с немалыми трудностями. При анализе процесса испарения в вос- [c.102]

Поле температуры в потоке среды со степенным реологическим законом при граничных условиях третьего и первого рода. Распределение температуры в неньютоновских жидкостях с профилем скорости (4.371) внутри круглой трубы (Г = 1) и плоской щели (Г=0)7 когда их стенки весьма тонки и изготовлены из материалов с высоким коэффициентом теплопроводности, находится при симметричных температурных режимах внешней среды из решения следующей задачи [c.346]

Задачи о теплопереносе в условиях вынужденной конвекции допускают аналитическое решение лишь в некоторых наиболее простых случаях. К их числу относится классическое решение Гретца— Нуссельта, описывающее распределение температуры в ламинарном потоке, текущем по трубе, в условиях, когда в некотором поперечном сечении ее температура стенки скачкообразно изменяется от одного фиксированного значения к другому, т. е. когда профиль температур на стенке трубы является ступенчатой функцией. Задача Гретца — Нуссельта подробно обсуждается в ряде учебников и обзорных статей [4—7], так что нет необходимости здесь подробно на ней останавливаться. Следует лишь отметить, что сравнительно недавно аналогичная задача была решена для случая течения неньютоновских жидкостей 18, 9]. Несомненный интерес представляет также обсуждение задачи о конвективном теплопереносе в трубе при тепловыделении за счет вязкости [10]. Эту задачу в литературе иногда называют задачей Бринкмана . [c.335]

Однако при испарении высоковязких (т. е. весьма концентрированных) растворов для турбулизации потока требуется дополнительная энергия. С этой целью используются ротационные пленочные испарители с вращающимися лопастями, обеспечивающими распределение вязкой жидкости по поверхности теплообменника. С теоретической точки зрения моделирование и оиределение оптимальных условий в этом случае представляет собой весьма сложную задачу, так как высокая концентрация растворов обусловливает появление неньютоновских свойств жидкости н других нелинейных эффектов. [c.128]

Сформулированная в предыдущем параграфе общая задача переноса теплоты (4.373), (4.374) поаволяет исследовать распределение температурного поля в потоке неньютоновских жидкостей со степенным реологическим законом, обусловленное диссипацией энергии из-за неравномерности распределения -скорости течения жидкости. Рассмотрим задачу для круглой трубы при граничных условиях первого рода. Положим в задаче (4.375) Г=1 г Я В =оо =0 и получим [c.360]

Упоминавшееся ранее приближенное моделирование путем суммирования и корректирования выражений для вынужденного течения и потока под давлением [2с1], однако, позволяет нам иногда использовать его как приближенный метод оценки неизотермических эффектов. На практике в первую очередь представляет интерес определение влияния неизотермических условий на производительность и среднюю температуру экструдата. Во многих реальных процессах червяк является термонейтральным, т. е. он не нагревается и не охлаждается. В таких случаях, как было показано в работе [2е], температура червяка очень близка к температуре расплава. Следовательно, основное влияние на расход оказывает наличие существенной разности между температурами цилиндра и расплава. Как видно из уравнения (10.2-46), разность температур может оказывать сильное влияние на расход вынужденного течения. С другой стороны, увеличение средней температуры экструдата является следствием постепенного изменения температуры в направлении течения. Применим метод смазочной аппроксимации и, разделив червяк на малые элементы конечных размеров, проведем детальный расчет для каждого элемента. Предполагая, что средняя температура в пределах элемента постоянна, составим уравнение теплового баланса, учитывающее тепло, передаваемое от стенок цилиндра, и диссипативные тепловыделения. Такой метод расчета позволяет определить изменения температуры по длине червяка и значения параметров степенного закона течения из общей кривой течения [т] (7, Т) ] для каждой ступени расчета при локальных условиях течения, а также вести расчет для червяка с переменной глубиной винтового канала. Таким образом, данная модель может быть названа обобщенной кусочнопараметрической моделью , в которой внутри каждого элемента различные подсистемы представляют собой либо кусочно-параметрические модели, либо модели с распределенными параметрами. Далее следует принимать во внимание неизотермический характер течения неньютоновских жидкостей при исследовании процессов формования в головке экструдера. Этой проблеме посвящен разд. 13,1. [c.427]

С. С. Кутателадзе обобщил теорию турбулентности Прандтля на случай движения неньютоновской жидкости, исходя из того, что в ядре потока турбулентные напряжения не зависят от молекулярной вязкости и что толщина вязкого подслоя мала по сравнению с характерным размером. Поэтому напряжения сдвига и текучести в пределах вязкого подслоя практически равны их значениям на стенке фст и Огст. Отсюда следует, что на турбулентное движение неньютоновской жидкости можно распространить универсальное распределение скоростей, определяемое уравнениями [c.133]

Метод наблюдения кинематики течения структурированных золей и суспензий [25,27,31,33]. Реологические кривые неньютоновских жидкостей не указывают на природу сил сопротивления течению этих жидкостей и обычно позволяют судить о существовании предела текучести только путем экстраполяции. Такие измерения необходимо дополнить исследованиями кинематики течения, в частности распределения скоростей и локальной зависимости градиента скорости от касательных напряжений. Работы по визуализации кинематической структуры потока методами реперных точек (М. П. Воларович, Д. М. Толстой, П. Роллер и Ж. Стодард), двойного лучепреломления (Г. В. Виноградов, В. Хаузер, Дж. Эдсалл, А. Нетерлин) и др. позволили выяснить ряд интересных особенностей исследованных систем. Пред- [c.282]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология