Вязкий поток газов

При течении газа в тесных каналах между элементами насадки существенную роль играют силы вязкости, что приводит к необходимости применения к процессу движения газа в насадке основных уравнений движения вязкой жидкости Навье—Стокса. Однако прямое интегрирование уравнений Навье—Стокса при столь сложных граничных условиях, какие обусловливает насадочная среда, оказывается невозможным. Поэтому запишем для потока газа уравнения Навье—Стокса в форме уравнений гидродинамики Эйлера, но к действительно существующей массовой силе X прибавим фиктивную массовую силу Х , которая учитывает эффект вязкого трения и называется фиктивной силой сопротивления Жуковского [c.407]

Турбулентный теплоперенос энергии в потоке вязкого сжимаемого газа будет иметь место всегда, пока сохраняется градиент статического давления и отличное от адиабатного закона распределение термодинамической температуры. Доказательством несомненности возникновения вихревого эффекта за счет взаимодействия двух противоположных движущихся осевых потоков считается образование нагретого и охлажденного потоков в вихревой трубе при раскручивании периферийным потоком дополнительно вводимого в центр трубы потока со стороны вывода нагретого потока [17, 18]. Однако данный эксперимент, являясь сам по себе доказательством возникновения энергообмена между самостоятельными потоками, еще не подтверждает возникающее температурное разделение при образовании вторичного потока из исходного внешнего. В данной теории явно не учитывается такой важный фактор, как формирование термодинамических параметров исходного потока в каналах сопловых вводов. Как отмечается в работе [10], величина термодинамической температуры поступающего из сопловых вводов в вихревую трубу газа является наиболее важной, так как при прочих равных условиях именно она определяет в конечном счете среднюю термодинамическую температуру в сечении С, а следовательно, и температурный эффект вихревой трубы А1х . Под сечением С имеется в виду сечение соплового ввода Д1х = 1] - 1, где 1 — температура торможения исходного газа, [c.28]

Из соотношения (IV. 99) видно, что в отличие от объемного вязкого потока [уравнение Гагена — Пуазейля (IV. 94)] объемный кнудсеновский поток пропорционален радиусу капилляра в первой степени (вязкий поток I г ), не зависит от вязкости газа (вязкий поток I 1/л). обратно пропорционален давлению газа (вязкий поток не зависит от давления газа). Кнудсеновский поток более чем на порядок интенсивнее, чем если бы при одинаковых градиентах давления этот поток был вязким. Однако в капиллярах очень малого диаметра не может образоваться вязкий (аэродинамический) поток ни ламинарного, ни турбулентного характера. Под действием разности давлений газ ие может течь сплошными потоками, он перемещается только в результате теплового движения молекул. [c.236]

При такой степени дисперсности пылинки парашютируют сами собой, так как относительные скорости их движения (витания) в вязком потоке газов ничтожно малы и равны [c.145]

Однако не все частицы, осаждающиеся на волокнах, удерживаются на них. Некоторые частицы могут быть увлечены вязким потоком газа. Вероятность удержания частицы на поверхности волокна определяется соотношением между силами сцепления частицы с поверхностью волокна и интенсивностью потока. Сила сцепления, как уже говорилось, зависит от физических и химических свойств частиц пыли и волокна, а также площади их контакта. С другой стороны, увлекающая сила пропорциональна диаметру частицы, вязкости и скорости газового потока, т. е. увеличение бо, гг и л способствует срыву частиц с поверхности волокон. [c.20]

Эти- соотношения отличаются только тем, что коэффициент нормальной диффузии зависит от длины свободного пробега молекул К, а коэффициент кнудсеновской диффузии — от диаметра капилляра ё. Отсюда следует, что массовый вязкий поток (в противоположность объемному вязкому потоку) пропорционален давлению газа в то же время массовый кнудсеновский поток (в противоположность объемному кнудсеновскому потоку) не зависит от давления газа. В кнудсеновском потоке газов их молекулы ведут себя как самостоятельные частицы, и чем больше молекулярная масса, тем меньше скорость молекул. На этом основано разделение газов методом газовой диффузии. [c.236]

Принципы каплеулавливания состоят в том, чтобы на пути потока газа были созданы условия для столкновения капель с твердой поверхностью, на которой они бы осаждались. Чем больше такая поверхность в единице объема, тем выше степень очистки газа от капельной жидкости. Поэтому для улавливания капель обычно используют пакеты из плотно уложенной тонкой сетки петлевой ( чулочной ) вязки из проволоки диаметром 0,1 - 0,2 мм. Такие пакеты толщиной 100 - 200 мм имеют большую удельную поверхность и способны на 98 - 99% отделить капли жидкости от газа. [c.224]

Первая форма капель образуется, когда на поверхность капли действуют давление и вязкие напряжения при обтекании капли поступательным и вращательным потоком газа. В сдвиговом потоке капли принимают вторую форму. [c.463]

При небольшой скорости, как известно, поток газа барботирует через слой маловязкой капельной жидкости в виде мелких пузырей. С увеличением вязкости жидкости размер пузырей нарастает, причем в узких трубках пузыри могут занять все поперечное сечение. Аналогичная картина наблюдается ири псевдоожижении. В слое из мелких частиц газ барботирует в виде мелких пузырей с увеличением размера частиц (т. е. в более вязких псевдожидкостях) размер пузырей увеличивается [167, 247, 344, 392, 642, 758]. Высказанные положения иллюстрируются на рис, Х-5. [c.372]

Активные гасители (рис. У-7) работают иа принципе поглощения и рассеивания колебательной энергии пульсирующего потока газа в результате преодоления упругих сил вязкого или внутреннего трения их реактивное сопротивление незначительно. Активное сопротивление можно включать последовательно (а б, в, г) или параллельно (д, е). Активные гасители наиболее эффективно работают на высоких частотах, так как активное сопротивление пропорционально квадрату скорости или в данном случае частоты. [c.171]

Важным условием эффективной работы барботажяого перемешивающего устройства является равномерное распределение диспергированного потока газа по поперечному сечению аппарата. При небольших диаметрах последнего это условие обеспечивается при помощи горизонтальной перфорированной решетки с мелкими отверстиями нли пористой плиты (рнс. 1У-4, а). В аппаратах средних размеров целесообразно пользоваться трубчатым барботером (рис. 1У-4, 5), т.е. трубой, изогнутой в форме спирали, с просверленными в ее стенках отверстиями. В аппаратах больших размеров и при более вязких жидкостях пользуются сочетанием барботера и лопастной мешалки (рис, 1У-4, в) последняя имеет в качестве Лопастей трубы с перфорированными стенками. Аппараты средних и больших размеров часто снабжаются внутренними (рис, 1У-4, г) или наружными (рис. 1У-4, д) циркуляционными перемешивающими устройствами. В обоих случаях циркуляция жидкости создается благодаря образованию в подъемных трубах газожидкостной смеси, имеющей меиьшую плотность, чем жидкость. [c.182]

В пределах изменения безразмерного коэффициента П1 от 100 до 0,1 в потоке газа наблюдают как вязкое течение, так и скольжение, в области П1 > 100 — только вязкое течение газа. [c.213]

Рассмотрим теперь еще один распространенный в химической технологии процесс движения вязкой жидкости через слой дисперсных твердых материалов. Такими дисперсными материалами могут служить, например, частицы гранулированных катализаторов или адсорбентов, через которые фильтруются потоки реагентов или парогазовых смесей. Часто используются слои керамических колец, по которым сверху вниз стекает пленка капельной жидкости, а навстречу жидкости по пространству между кольцами и внутри колец поднимается вверх поток газа или пара, который обменивается каким-либо веществом (или теплотой) с пленкой жидкости (рис. 1.32). [c.103]

В большинстве случаев при обычно принятых для промышленной аппаратуры значениях скоростей движения потоков газов, паров или капельных жидкостей перенос теплоты за счет конвекции значительно превосходит перенос за счет теплопроводности, т. е. 9т- Однако вблизи неподвижной твердой поверхности, где скорость вязкой жидкости и) быстро уменьшается до нулевого значения на самой поверхности (см. первое равенство (1.51)), соотношение значений и существенно изменяется в пользу теплопроводности. В пределах ламинарного пристенного слоя жидкости конвективный перенос теплоты поперек слоя равен нулю, так как в поперечном направлении текучая среда в ламинарном слое не перемещается и, согласно соотношению [c.210]

В общем случае движение совокупности частиц, рассматриваемых как сплошная среда, описывается уравнениями, подобными уравнениям вязкого сжимаемого газа, содержащим дополнительно объемную вязкость и дополнительные члены в тензоре напряжений, обусловленные хаотическим переносом импульса частицами из-за воздействия на них флуктуаций плотности взвешивающего потока, причем, как следует из (9) и (10), изменение числа частиц в единице объема оказывает влияние на относительное движение фаз во всем объеме слоя. [c.77]

В21. Н о п i g R. Е., Газовый поток в масс-спектрометре. (Рассмотрение молекулярного промежуточного и вязкого потоков газа. Рассматривается оборудование, необходимое для работы с разными потоками газа.) J. Appl. Phys., 16, 646— 654 (1945). [c.604]

Несмотря на то, что принципиальная роль диаметра молекул в таких физических явлениях, как рассеяние потока частиц или вязкий поток газов, и установлена твердо, однако вывод точных соотношений вызывает значительные теоретические трудности. Основные затруднения связаны с отказом от упрощенной модели твердых сфер для молекул газа. Реальные молекулы газа являются сложными структурами и не являются обязательно сферическими. Между молекулами наблюдаются притягивающие п отталкивающие силы, которые зависят от расстояния. По-видимому, вместо представления молекул в виде твердых сфер строго определенного диаметра более реально следует их представлять как частицы, имеющие эффективное поперечное сечение столкновений, диаметр которого может меняться в зависимости от типа проводимого эксперимента. Дэшман ([21], стр. с>9) нровел сравнение диаметров эффективного поперечного сечения молекул, п лученных различными методами. Для широко распространенных газов Не, Н2, О2, N3, Аг, СН4, СОд и паров Н2О.диаметры эффективного поивречйого сечения лежали в области от 2 до 5 А. На рис. 5 для этих значений О приведены величины средних длин свободного пробега молекул при различных давлениях, полученные на основе уравнения (38). Поскольку диаметры молекул не сильно отличаются друг от друга, средние длины свободного пробега для всех наиболее распространенных газов лежат в [c.32]

Остановимся на основных элементарных механизмах иереиоса. Гидродинамический режим переноса газа в капиллярах наблюдается при условии, когда диаметр каиилляра ё значительно гареаы-шает длину свободного пробега молекул X, т. е. (1 к. В этом случае молекулы сталкиваются друг с другом значительно чаще, чем с поверхностью капилляра, что является условием сплошности среды. Таким образом, перемещение газа в капилляре можно рассматривать как вязкое течение, подчиняющееся закону Стокса и уравнению Гагена — Пуазейля. Объемный гидродинамический поток газа в капилляре выражается соотношением IV. 92). Чтобы получить массовый поток, надо умножить объемный поток на плотность газа. Аналогично течению жидкости выражается и поток газа через пористое тело (IV. 94). [c.234]

Подготовив таким образом установку, приступают к лрове-дению реакции. Сосуды 2, 3, 4 и 5 погружают в бани с различной температурой сосуд 2 при —20 С, промывные склянки 3 и 4 при —ЗО С и —50°С соответственно, сосуд 5 охлаждают жидким воздухом. Охлаждающую баню, в которую сначала погружают сосуд 1, удаляют. Как только находящаяся в сосуде 1 азотная кислота нагреется до комнатной температуры, она,перегоняется с умеренной скоростью в сосуд 2 с хлорсульфоновой кислотой, при этом начинается выделение хлористого нитрила. Ход реакции можно наблюдать по прохождению энергичного потока газа через жидкость в промывных склянках 3 к 4. Приблизительно через 3 ч находящаяся в реакционном сосуде 2 хлорсульфоновая кислота делается вязкой и сильно преломляет свет. Когда это становится заметньш, процесс прерывают и запаивают капилляр 13 между промывной склянкой 4 и сосудом 5. Затем хлористый нитрил перегоняют последовательно из сосуда 5 в конденсатор 5 и из конденсатора 6 в конденсатор 7, причем предварительный погон собирают в [c.213]

Как уже отмечалось, использованный здесь метод решения задачи о массообмене движущейся частицы применим при анализе широкого класса сходных по постановке задач. Например, в работе [143] рассматривалось обтекание сферы потоком вязкого диссоциирующего газа с учетом каталитической реакции первого порядка на ее поверхности полученные результаты предполагалось использовать для создания теоретической основы эксие- [c.220]

В [82, 83] исследовался теплообмен частицы любой формы в поступательном и сдвиговом потоках при произвольной зависимости коэффициента температуропроводности от температуры. Для среднего числа Нуссельта были получены три первых члена асимптотического разложения по малому числу Пе кле. В работе [8] в предположении постоянства чисел Шмидта и Прандтля и степенного закона изменения вязкости от температуры рассматривалась задача о совместном тепломассоперепосе к сферической частице в потоке сжимаемого газа при малых числах Рейнольдса. Совместный тепломассообмен частицы любой формы с поступательным (и сдвиговым) потоком вязкого теплопроводного газа в случае произвольной зависимости коэффициентов переноса от температуры изучался в [83, 85, 91, 165]. Считалось, что температура и концентрация на поверхности частицы и вдали от нее постоянны [83, 85, 165] или на поверхности частицы протекает химическая реакция (в диффузионном режиме), которая сопровождается тепловыделением [91]. Для чисел Шервуда й Нуссельта найдено два старших члена асимптотического раз ложения по малым числам Пекле. [c.267]

Насадочные колонны применяются главным образом для переработки высокоагрессивных или вязких продуктов, при разделении сильно пенящихся жидкостей, а также при необходимости иметь небольшой перепад давления или малый запас жидкости в колонне. Новые типы высокоэффективной насадки применяют также для разделения близкокипящих компонентов. Применение насадочных колонн в настоящее время сдерживается возмояшой неравномерностью распределения потоков по сечению и поэтому ограничивается в основном небольшим (не более 1,2 м) диаметром аппарата. Однако равномерное распределение поступающих на насадку потоков газа и жидкости и применение высокоэффективной насадки позволяет значительно уменьшить избирательное движение фаз и получить высокую эффективность разделения даже В колоннах большого диаметра. Так, например, в вакуумных колоннах диаметром 9 м для перегонки мазута на широкую фракцию и гудрон на установках АВТ производительностью 6 и более млн. тонн нефти в год успешно применяется насадка типа Глитч-грид [24]. [c.175]

В работе [Л. 58] на основе теории взаимопроникающих течений сплошных сред X. А. Рдхматулина [Л. 50] рз замкнутой системы дифференциальных уравнений движения вязкого сжимаемого газа и псевдогаза получены следующие критерии подобия, определяющие движение запыленного потока (в принятых ранее обозначениях) [c.90]

В предыдущих главах ди узнонный поток через пористое тело, пропорциональный 1/У"М, был рассмотрен в двух предельных случаях в пределе свободномолекулярного кнудсеновского потока ]к, когда межмолекулярные столкновения отсутствуют, и в пределе потока скольжения /з в кнудсеновском слое, когда основной вязкий поток создается касательным напряжением. В обоих предельных случаях поток не зависит от давления. Теперь эти два предельных случая будут рассматриваться как еди-ный диффузионный поток, в частности в длинных капиллярах или в зазоре между параллельными пластинами, где существует минимум / в зависимости от Р. При этом хорошее приближение может быть получено при рассмотрении самодиффузии газа внутри капилляра при постоянном давлении. [c.70]

Рассмотрим поперечное обтекание вертикальной цилиндрической струны потоком газа со взвещенными в нем каплями. Капли осаждаются на струне, образуя тонкий слой стекающей жидкости. Толщина слоя увеличивается по направлению силы тяжести. На некотором расстоянии от верхнего основания струны толщина пленки достигнет для заданной скорости газа критического значения, при котором устойчивость пленки нарущится, в результате чего возможно разрушение пленки и унос с ее поверхности капель. Направим ось х от верхнего основания струны вниз по направлению силы тяжести. Обозначим через к толщину пленки. Скорость стекания жидкости по поверхности струны можно оценить, приравнивая силу тяжести к силе вязкого трения. В итоге получим [c.499]

В 1931 г. Ж. Ранк [Пат. 743111 (Франция)] объяснял вихревой эффект наличием поля центробежных сил, в котором внутренние частицы газа сжимают внешние. При этом внутренние слои газа (расширяющиеся) охлаждаются, а периферийные — нагреваются. В 1933 г. Ж. Ранк опубликовал работу, в которой рассматривал течение вязкого нетеплопроводного газа и причиной возникновения вихревого эффекта считал появление потока кинетической энергии, вызванного внутренним трением при вязкостном взаимодействии. Силы трения приводят к формированию двух вихрей [c.15]

Расчет скорости диффузии в такой трактовке применяется и теперь в процессах адсорбции твердыми телами из потока газов, в процессах адсорбции из растворов [91—94] и др. Все же теория неподвижной пленки теперь устарела. В связи с развитием теории турбулентности указанной пленке (газовой или жидкостной), граничащей с реагирующей или поглощающей поверхностью, стали придавать уже иное физическое значение, а именно, ее представляют в виде ламинарного погранич1[ого слоя , который уже не является неподвижным, а только лишенным вследствие наличия твердых границ беспорядочных поперечных движений, характерных для основной массы турбулентного потока. О)гласно представлениям Ирандтля, в такой ламинарной пленке — так называемом подслое—предполагается только струйчатое вязкое течение и полное отсутствие пульсаций. В связи с этим в пленке предполагается исключительно молекулярный, диффузионный перенос массы и тепла. [c.98]

Значительные усилия были направлены также на то, чтобы на основе физико-химической теории объяснить температурную и концентрационную зависимости коэффициентов диффузии и растворимости. Коэффициент диффузии по существу является константой скорости и может быть интерпретирован в рамках химической кинетики и термодинамики необратимых процессов. Диффузию можно также связать с другими типами скоростных процессов, такими, как диэлектрическая релаксация ияи вязкий поток. Растворимость — это равновесная характеристика системы пенетрант - полимер, которая поддается термодинамическому и статистическому анализам. Некоторые из этих идей оказывались ценными, при условии что был известен механизм переноса газа и пара в мембрану и через нее /10-12/. Инженеры, специализ1фующиеся в области разработки процессов переноса, пока не могут основьшаться ка прогнозах зткх теорий. [c.323]

Для большинства газов кинематическая вязкость при высоких температурах в несколько раз превышает кинематическую вязкость при низких температурах. Так, при повышении температуры с 20-до 500° С кинематическая вязкость увеличивается примерно, в 6— 10 раз [19]. Для того чтобы при низкой и высокой температуре при одинаковых значениях скорости и диаметра частиц сохранялся ламинарный режим обтекания, нужно, чтобы при низкой температуре параметр Рейнольдса был порядка 0,2 или менее. Расчет показывает, что даже для сравнительно вязких газов (воздух, метан) и при низких скоростях (0,2—0,3 л./сек) значение параметра Рейнольдса, равное 0,2 при температуре около 20° С, может быть при частицах диаметром 9—10лк. Поэтому соотношение сил воздействия потока газа па твердую частицу, определяемое уравнением (104), возможно лишь для частиц очень малого размера, редко применяемых в практике. [c.57]

При анализе интенсивности массообменных процессов в системах с дисперсной твердой фазой существеное значение имеет характер обтекания поверхности твердых тел турбулентными потоками вязких жидкостей — газов, паров и капельных жидкостей. Какова бы ни была степень турбулентности набегающего потока, вблизи твердой поверхности, от точки набегания вначале формируется ламинарный пограничный слой (рис. 1.2) и только при значении Ке = ШохД 1,5-10 ламинарное течение в пределах пограничного слоя теряет внутреннюю устойчивость и вниз по направлению потока образуется турбулентный пограничный слой с тонкими ламинарным подслоем в непосредственной близости от твердой поверхности. Распределение скоростей в пределах ламинарного подслоя, его толщина, а также распределение осредненных скоростей в турбулентном пограничном слое оказываются соответствующими распределениям этих величин при взаимодействии турбулентного потока с безграничной стенкой, а верхняя граница пограничного слоя удаляется от стенки с увеличением расстояния от точки набегания. [c.13]

В большинстве промышленных установок при измерении проницаемости используется уравнение Козени - Кармана для вязкого потока. Однако устройство прибора для измерения действующей внутренней поверхности с помощью кнудсеновского потока, выпускаемого фирмой "Микромеритикс Инструмент", основано на уравнении Кнудсена для молекулярного течения газа [81]. [c.375]

Механизм переноса сорбируемого вещества может быть различным в зависимости от условий проведения опыта. При адсорбции из потока газа-носителя в порах сорбента, диаметр которых больше средней длины свободного пробега молекул, имеет место обычная диффузия в порах, размер которых меньше свободного пробега, протекает молекулярная диффузия, которую часто в литературе называют кнудсеновской. Если имеется перепад давления по длине поры, что особенно существенно, когда диффузия изучается без газа-носителя, то возможно вязкое течение газа по Пуазейлю. Для сорбирующихся газов перенос может происходить за счет поверхностной диффузии. В реальных телах, по-видимому, все эти процессы или некоторые из них протекают одновременно, что осложняет теоретический анализ. Рассмотрим теперь элементарные сведения о различных видах переноса в порах и температурные зависимости соответствующих коэффициентов диффузии. [c.153]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология