Профиль скоростей вынужденного течения

Эпюра скоростей вынужденного потока имеет форму прямоугольного треугольника, а эпюра скоростей противотока — равнобокой параболы. Фактический профиль скоростей поступательного потока устанавливается в результате векторного суммирования в каждой точке скорости вынужденного течения и скорости противотока. В нижней части рисунка У.9 приведены эпюры результирующего профиля скоростей, соответствующие различным значениям отношения противотока к расходу вынужденного потока. [c.216]

Таким образом, суммарный расход представляет собой алгебраическую сумму расходов в потоке вынужденного течения и потоке под давлением. Следует отметить, что это является следствием линейности исходного дифференциального уравнения (оно линейно потому, что приняты ньютоновский характер жидкости и изотермические условия течения). С помощью величин расходов можно установить, что безразмерная группа, определяющая форму профиля скоростей, [c.308]

Значение безразмерной группы, равное —1, соответствует нулевому расходу, или закрытому выходу. Нулевое значение соответствует чистому вынужденному течению. Два других значения, представляющих особый интерес, определяются из профиля скоростей путем вычисления распределения скорости сдвига у ( ) = где [c.309]

Поскольку передача энергии возмущениям от основного потока в первом приближении пропорциональна касательным напряжениям среднего течения, скорость усиления возмущений значительно возрастает при 02= (2л + 1)я и уменьшается при 02 = 2пп. Плоскости с повышенным сдвигом потока смещены по фазе на угол, равный п, по сравнению со случаем вынужденного течения с профилем Блазиуса. При естественной конвекции область с повышенным сдвигом потока возникает в результате процессов переноса, в которых источником низконапорной жидкости является удаленная от поверхности неподвижная среда, а не область, прилегающая к поверхности. В вынужденном течении, по данным Клебанова [85], наблюдается система вихрей, расположенных в один ряд во внутренней половине пограничного слоя. В течениях, вызванных выталкивающей силой, возникают еще вихри во внешней части пограничного слоя и в смежной области с неподвижной жидкостью. Они могут сильно деформировать профиль продольной составляющей средней скорости. Такое [c.29]

Интенсивность теплоотдачи при вынужденном течении жидкости. При существенном не-догреве жидкости, подаваемой на вход равномерно обогреваемой трубы, температурный профиль стенки по длине канала имеет вид, показанный на рис 2. На начальном участке АВ теплообмен происходит по закону конвективной теплоотдачи к однофазному теплоносителю. Далее (участок ВС) следует переходная область, в которой начинается кипение и происходит вырождение влияния скорости потока на интенсивность теплоотдачи. За переходной областью находится участок развитого поверхностного кипения СО. На этом участке интенсивность теплоотдачи остается величиной постоянной, т. е. не зависит от скорости потока и температуры жидкости [20—22]. [c.86]

При свободной или естественной конвекции характер движения жидкости определяется только подъемными силами, зависящими в свою очередь от плотности и сил тяжести. Кроме того, профили скорости и температуры в жидкости тесно взаимосвязаны. Это резко отличает рассматриваемый вид теплообмена от вынужденной конвекции, когда режим течения определяется внешними силами, создаваемыми, например, насосами или вентиляторами. В последнем случае предварительно определяют профиль скорости, а затем используют его для расчета профиля температуры. При вынужденной конвекции число Нуссельта является функцией чисел Прандтля и Рейнольдса, а при свободной конвекции — чисел Прандтля и Грасгофа. Число Грасгофа — это безразмерный комплекс, представляющий собой отношение подъемных сил к силам вязкости [c.33]

Свободный выход. При отсутствии сопротивления, например, головки, установленной на конце цилиндра, в шприцмашине не возникает никакого противодавления, и в канале червяка суш,ествует только вынужденное течение. В этих условиях для расчета профиля скоростей продольного потока можно воспользоваться уравнением (4). [c.203]

Рис. 129. Профиль скоростей в случае вынужденного течения между двумя параллельными слоями несмешиваемой ньютоновской жидкости.

Ламинарное движение (Не 2000). Вследствие неизотермичности потока и малой скорости вынужденного ламинарного движения на теплоотдачу оказывает влияние изменение физических свойств по сечению трубы и свободное движение. При этом различают два режима ламинарного течения 1) вязкостный, когда из-за преобладания сил вязкости над подъемными влияние свободной конвекции отсутствует, а изменение вязкости по сечению трубы влияет на профиль распределения скоростей 2) вязкостно-гравитационный, когда распределение скоростей по сечению зависит не только от изменения вязкости, но и от направления и интенсивности поперечных токов свободного движения, обусловленного разностью температур жидкости у стенки трубы и вдали от нее. [c.21]

Величина локального коэффициента теплоотдачи для турбулентного участка может быть вычислена аналогично тому, как это делается при анализе теплообмена с вынужденным турбулентным потоком. Силами инерции в первом приближении пренебрегают, а профиль скорости в турбулентном внешнем слое пленки принимают логарифмическим. Расчеты показывают [5], что при турбулентном течении конденсатной пленки двухзонные и трехзонные модели течения дают практически одинаковые результаты, которые могут быть представлены в следующей безразмерной форме [c.84]

Режим смешанной конвекции. При числах Ra > 3 10 на течение жидкости в трубе оказывает влияние неоднородное распределение плотности в потоке жидкости. В этом случае на вынужденное ламинарное течение накладывается свободная конвекция, которая приводит к деформации профиля скорости и возникновению вторичных течений в трубе. Результирующее течение зависит от расположения трубы в пространстве (горизонтальное, вертикальное, наклонное) и от направления теплового потока (от стенки к жидкости или наоборот). [c.259]

Свободная конвекция, наложенная на вынужденное движение в канале, формирует в условиях отсоса сложное смешанноконвективное движение, которое деформирует диффузионный пограничный слой и существенно меняет локальные характеристики массообмена. Интерферограммы и распределения безразмерной концентрации показаны на рис. 4.17 и 4.18. На начальном участке, до потери концентрационной устойчивости (Яа< <Кас), развитие диффузионного пограничного слоя идентично процессу с устойчивым распределением плотности. При Ка = Кас появляются конвекция и деформация профиля скорости. Далее течение принимает форму вихревых шнуров, что приводит к сильным пульсациям толщины диффузионного пограничного слоя, причем амплитуда пульсаций имеет определенную периодичность, достигая максимального значения в зоне формирования потенциала неустойчивости. [c.145]

В гл. 4 исследуются внутренние задачи гидродинамики и конвективного теплообмена при вынужденном стабилизи -рованном течении ньютоновских и неньютоновских (аномальных) жидкостей в прямых круглых трубах и щелевых каналах. Приводятся точные и приближенные методы расчета уравнения движения при стационарном и нестационарном гидродинамически стабилизированном течениях несжимаемых жидкостей в трубах различного поперечного сечения. Эффективные, простые и достаточно точные решения получены для ряда обобщенных задач Громеки. Предлагается приближенный метод расчета профиля скоростей стабилизированного течения в открытых каналах с поперечным сечением в виде параболы, трапеции, сектора круга и т. д. [c.7]

При неодинаковой температуре в сечении возникает естественная конвекция и создается подъемная сила. Это влияет на п[)офиль скорости, причем характер изменения профиля скорости зависит от того как расположена труба, вертикально или горизонтально, и совпадают ли направления свободного и вынужденного движений или они противоположны. Для вертикальной трубы в случае совпадения направлений свободного и вынужденного течений (при охлаждении капельной жидкости и подаче ее сверху или нагреве жидкости и подаче ее снизу) у стенки трубы скорость возрастает, а в центре уменьшается (рис. 1.7, а). В случае противоположно направленных свободного и вынужденного течений (при охлаждении капельной жидкости и подаче ее снизу или нагревании жидкости и подаче ее сверху) скорость у стенки трубы становится меньше, а в центре больше (рис. 1.7, 6). [c.21]

Пример 10-1. Тангенциальное течение в кольцевом канале при наличии тепловыделения за счет вязкости. Найти распределение температуры в несжимаемой ньютоновской яшдкости, заключенной между двумя коаксиальными цилиндрами, если внепший цилиндр вращается с постоянной угловой скоростью (см. раздел 9.4 и пример 3-1). Использовать обозначения, введенные при рассмотрении примера 3-1. Считать, что величина к достаточно мала, вследствие чего необходимо учитывать кривизну линий тока в жидкости. Принять также, что смоченные поверхности внешнего и внутреннего цилиндров находятся при заданных температурах Тг и Течение считать установившимся и ламинарныиг температурную зависимость величин р, ц и X не учитывать. Этот пример — типичная иллюстрация задачи о теплопереносе в условиях вынужденной конвекции. Для решения ее требуется сначала найти профиль скоростей, затем подставить этот профиль в уравнение сохранения энергии и, наконец, решив последнее уравнение, получить выражение для распределения температуры. Указанная задача представляет интерес в связи с тепловыми эффектами, возникающими при вискозиметрических измерениях. [c.301]

Влияние вынужденных пульсаций отчетливо проявляется в области относительно малых значений х, отвечающих начальному и переходному участкам. На значительном удалении от сопла распределение средних и пульсационных величин (включая спектр пульсационной энергии) приобретает типичный для свободных турбулентных струй вид. В этой области течения наблюдается подобие профилей средней и пульсационной скорости, а также напряжения турбулентного трения (рис. 7-13). В обоих случаях (движение с естественным и повышенным уровнем турбулентности) > автомодельность средних величин наступает значительно раньше, чем пульсационных. Так, например, при Sh = 0 [c.166]

Однако необходимо отметить, что плоскопараллельная модель является лишь приближением к реальному геометрическому профилю винтового канала. В разделе 10-2 было показано, что для учета сложного профиля винтового канала в формулу вынужденного потока необходимо вводить поправку. Можно считать, что такой поправкой является величина (1—е). Функция зависит как от профиля винтового канала, так и от индекса течения жидкости. Значение е можно получить из рис, 100. Например, для ньютоновской жидкости, находяшейся в винтовом канале, глубина которого составляет 10% от диаметра червяка, производительность прн открытом выходе должна составлять 97% от скорости, вычисленной по формуле вынужденного потока. Для того же самого червяка, но для жидкости, подчиняюшейся степенному закону и имеющей индекс течения [c.287]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология