Вихрь в газовых потоках

Таким образом, если разницы во времени нет, то корреляция двух частей сигнала является полной (полная когерентность) при большой разнице во времени когерентность исчезает, а коэффициент корреляции уменьшается до нуля. Этот факт иллюстрируется в работе Робертса и Вильямса, посвященной исследованию ионизации турбулентного диффузионного водородного пламени с добавками 1% ацетилена методом электростатического зонда. Время, необходимое для уменьшения коэффициента корреляции в е раз, называется экспоненциальным временным масштабом и после преобразования в пространственные координаты, исходя из известного поля скоростей потока в пламени, представляет собой характерный масштаб макроскопических турбулентных пульсаций, или размер наименьших вихрей газового потока. Поскольку коэффициент корреляции — безразмерная величина, интеграл этой функции по времени является мерой макроскопической турбулентности в пламени. Если не принимать во внимание химические изменения в газе, то уменьшение коэффициента корреляции обусловлено исключительно [c.284]

Изучение движения твердых частиц в окрестностях колпачковых элементов типа 1, в обнаружило характер циркуляции, аналогичный описанному выше и приведенному на рис. Х1Х-14. Особое внимание в этом исследовании было уделено движению твердых частиц в присутствии различных преград, создающих возмущения газового потока на входе в слой. Было установлено, что прокладки и опоры, расположенные близко к точке ввода газа в слой, вызывают турбулентные вихри, увлекающие частицы [c.708]

Построение модели начнем с анализа закономерностей движения газовой фазы, поскольку в рассматриваемой ситуации она оказывает решающее влияние на формирование структуры двухфазного потока в плоской камере с наклонными перегородками. При построении математической модели будем исходить из того, что реальное движение газового потока с числами Ке -- 10 - -10 в канале с системой наклонных перегородок по своему характеру близко к кавитационному движению газа в плоском диффузоре. При этом для указанных чисел Ке поток отрывается от всей поверхности диффузора, возникают обратные токи и сосредоточенные вихри значительного напряжения. Однако в этом случае по глубине аппарата (в отличие от его ширины) линии тока мало [c.173]

Рис. 3.8. Схема введения вихрей в течение газового потока

Для решения задачи с отрывом пограничного слоя от поверхности перегородок при возникновении за ними обратных течений и сосредоточенных вихрей целесообразно использовать известную схему решения задачи о суперкавитирующей наклонной плоской пластинке (режим обтекания, при котором вся тыльная часть соприкасается с каверной) или дуге в неограниченной жидкости под свободной поверхностью или в канале. При этом вводится ряд допущений, согласно которым рассматриваются плоские, потенциальные, установившиеся течения несжимаемой невесомой жидкости [64—66]. Анализ такой схемы суперкавитационного обтекания базируется на применении аппарата теории функций комплексного переменного и комплексного потенциала в отличие от непосредственного решения уравнений Навье—Стокса. Согласно упомянутой схеме, задача движения газового потока в канале с системой наклонных перегородок сводится к рассмотрению плоского течения идеальной жидкости, для которого справедливы условия [c.175]

Численный расчет скорости газового потока в аппаратах с системой наклонных перегородок выполняется в следующей последовательности. По формуле (3.103) находится циркуляция вихря. Неизвестная интенсивность определяется решением соответствующей системы уравнений (3.102). После нахождения компоненты скорости и Уу определяются формулами, вытекающими из выражения для комплексной скорости (3.99). Расчеты, выполненные с помощью ЭВМ, сводились в эпюры распределения скоростей по сечениям камеры (см. рис. 3.10). При формулировке исходных допущений физическая картина течения была в известной степени идеализирована, кроме того, алгоритм решения реализовался приближенным методом, поэтому следовало ожидать некоторого расхождения экспериментальных и расчетных значений скоростей потока. Такое расхождение в действительности наблюдалось (см. рис. 3.10). [c.181]

Из приведенного графика (рис. 1.17) видно, что максимальное температурное разделение (Ato = 6,5°С) в трубке Г-Ш получается тогда, когда 20% нагретого газа выводится из трубки через вентиль (3) в ее торце. Использование трубки для охлаждения в таком виде малоэффективно, что обусловлено, главным образом, трудностями в выделении охлажденного потока из общей массы газа, прошедшего через сопловой ввод. Для случая нагрева в тонкостенной плохо проводящей тепло трубке с //d = 34 температура газа в полости трубки может на сотни градусов превышать температуру торможения возбуждающего потока. В работе [21] отмечается, что при степени расширения л = 5 и температуре перед сопловым вводом 20°С в конце трубки воздух нагревался до 500°С, а при наличии пыли, взвешенной в воздухе, отмечали температуры до 1000°С. Основной эффект нагрева в данном устройстве осуществляется за счет ударно-волно-вых процессов. При обтекании газовым потоком цилиндра более резкое снижение температуры обусловлено, кроме сказанного, значительными перепадами давления, затрачиваемого на сужение и расширение потока, созданием неустойчивого течения за цилиндром. Возникающие при этом пульсация, циркуляционные вихри, находящиеся в состоянии тепло- и массообмена с основным потоком, обусловливают большее понижение температуры по сравнению с обтеканием пластины. Необходимо отметить, что излучение звуковых колебаний в окружающую среду имеет место и в вихревой трубе. Кроме того, экспериментально доказано, что в вихревой трубе течение неустойчиво и возникают регулярные колебания давления. Нами было показано, что низкочастотные колебания являются следствием процеСсионного движения вынужденного вихря вокруг геометрической оси камеры закручивания. [c.32]

Газовый поток, введенный в циклон через патрубок (2) по касательной к внутренней поверхности корпуса (1), совершает вращательно-поступательное движение вдоль корпуса к бункеру (4). Под действием центробежной силы частицы пыли образуют на стенке циклона пылевой слой, который вместе с частью газа попадает в бункер. Отделение частиц пыли от газа, попавшего в бункер, происходит за счет поворота газового потока в бункере на 180°. Освободившись от пыли, газовой поток образует вихрь и выходит из бункера, давая начало вихрю газа, покидающему циклон через выходную трубу (3). Для нормальной работы циклона необходимо обеспечить герметичность бункера. Если бункер негерметичен, то за счет подсоса наружного воздуха происходит вынос пыли с потоком через выходную трубу. [c.284]

Сейчас можно вернуться к изучению поведения частицы, введенной в обычный однофазный турбулентный пограничный слой. Будем считать, что частицы значительно удалены друг от друга, так что р<г8/р/< 1, и поэтому дисперсная фаза не может оказать какое-либо существенное влияние на газовый поток. Если установлено, что одиночная частица может полностью повторять все элементы вихревого движения газа, то можно ожидать, что даже взвесь с большой концентрацией частиц будет вести себя аналогичным образом. Другими словами, взвесь будет вести себя почти как гомогенная среда. В этом случае можно даже предположить, что такая гомогенная среда будет иметь поле турбулентности, подобное тому, которое наблюдается в однофазном потоке. Наоборот, если установлено, что одиночная частица не может следовать за вихрями [c.277]

Химические реакции,очистки протекают на границе раздела фаз и скорость этого процесса определяется скоростью подвода реагирующих компонентов к поверхности раздела фаз, скоростью химической реакции и отвода ее продуктов в объем жидкости. Поэтому вихри, способствующие конвективному переносу массы и энергии из одной фазы в другую, интенсифицируют также и процесс хемосорбции. Такая интенсификация осуществлена в устройстве , предназначенном для очистки газов от паров и тумана азотной кислоты, а такл е оксидов азота (рис. 4-1). Газ последовательно проходит через аппараты I и II. Каждый аппарат имеет вихревое контактное устройство и волокнистый фильтр, улавливающий туман. В каждом контактном устройстве жидкость циркулирует под действием энергии газового потока. [c.61]

Перенос тепла тоже разделяется по фазам твердая фаза с прослойками (застойные зоны и точки соприкосновения зерен, в которые проникают турбулентные вихри основного потока) и газовая фаза основного потока. При использовании двухфазной модели каждой точке пространства (слоя) должны соответствовать два набора концентраций и температуры для каждой фазы, при этом необходимо учесть процессы переноса между фазами. Процессы переноса характеризуются эффективными коэффициентами, , А. , А.,., О , ст> ст, ск в слое и эРз у поверхности зерна катализатора. [c.169]

Частицы меньшего размера улавливаются плохо, что обусловлено двумя причинами. Во-первых, мелкие частицы движутся совместно с газовым потоком и огибают мокрую поверхность, пе соприкасаясь с ней. Во-вторых, вблизи мокрой поверхности имеется пограничный газовый слой, который мелкая частица далеко не всегда может преодолеть. В скрубберах Вентури, где газ движется с высокой скоростью, силы инерции, возникающие при разрушении вихрей, позволяют частицам преодолевать пограничный ламинарный слой. Поэтому в данных аппаратах возможно улавливание твердых частиц размером 1-2 мкм и капелек тумана диаметром до 0,2 мкм. [c.252]

В свете современных представлений об устойчивости газового потока продуктов сгорания, оттекающих от возмущенной поверхности, возникновение спинового движения системы пламя — поверхность отражает предсказываемый теорией результат. Действительно, в рассматриваемом случае устойчивыми видами движения являются или вращающийся поток, или кольцевой вихрь. [c.245]

В зависимости от количества введенного и выделившегося в камере конденсата осевая протяженность пленки жидкости может быть различной. При относительно малом содержании жидкости теплообмен с газовым ядром может привести к ее полному испарению в конечных сечениях) камеры, т. е. из вихревой трубы будут выходить только газовые потоки. При увеличении количества жидкости пленка может занять всю внутреннюю боковую поверхность камеры и жидкость из пленки будет выводиться из камеры через дроссель вместе с периферийным газовым потоком. Испарение жидкости из пленки повышает концентрацию паров вышекипящего компонента в периферийных слоях вихря, увеличивает сток паров этого компонента в приосевые слои. В конечном итоге это приводит к дополнительному уменьшению радиального градиента температур внутри камеры разделения. Если жидкость образована смесью компонентов, то при перемещении жидкости от соплового сечения к дросселю изменяется концентрация смеси вследствие первоочередного испарения низкокипящих компонентов. [c.131]

Разделение воздуха, являющегося смесью компонентов с близкими теплофизическими свойствами,— наиболее сложная техническая задача, которую удалось решить с помощью вихревого аппарата. Идеальное осуществление процесса сопряжено с удовлетворением взаимоисключающим требованиям. Например, для идеального процесса необходимо насыщение газового вихря мелкодисперсной жидкостью по всей длине камеры, а на выходе из нее газовый поток должен быть полностью очищен от жидкой фазы. Необходимы встречное радиальное движение фаз, эффективная передача кинетической энергии от приосевых слоев к периферийным и к пленке жидкости вместе с тем требуется полное исключение радиальных пульсаций в газовом вихре. В связи с этим понятно существовавшее ранее убеждение [c.153]

Значительный интерес представляют результаты экспериментального исследования, проведенного на модели с кольцевым зазором и внутренним вращающимся цилиндром [151]. Был исследован процесс массопередачи в газовой фазе при испарении в воздух паров воды, н-гептана и ртути. Основные закономерности переноса вещества авторы связывают с вихрями Тейлора, интенсивность которых определяется числом Та. В работе справедливо отмечается несоблюдение для рассматриваемой модели аналогии между переносом импульса и вещества, поскольку импульс переносится от вращающегося кольца к стенке неподвижного цилиндра, а поток вещества транспортируется с поверхности стекающей пленки в ядро газового потока. Для корреляции полученных экспериментальных данных авторами было предложено уравнение [c.54]

При меньшей скорости газового потока центробежная сила, действующая на частицы, оказывается слишком малой, и эффективность разделения в циклоне также мала (см. формулу (2.12)). С другой стороны, может показаться, что значение скорости и> и пропорциональное ей значение окружной скорости должны быть как можно большими, так как при этом быстро увеличивается центробежная сила -Рце- Однако одновременно с ее увеличением при возрастании скоростей газа в нижней части циклона вблизи входа уже очищенного газа в центральную выхлопную трубу 2 появляются вторичные газовые вихри, которые подхватывают выделенную из газового потока пыль и выносят ее в центральную трубу. [c.194]

Взвешенный слой (рис. П1-3) образуется, когда твердые частицы разъединяются под действием газового потока, проходящего через промежутки между ними с некоторой критической скоростью. Слой неустойчив, если скорость газового потока, движущегося снизу верх, меньше конечной скорости осаждения твердых частиц однако даже в этом случае внутри газового потока существуют вихри, которые движутся с довольно высокими скоростями, достаточными для того, чтобы временно поднимать частицы. Таким образом, во взвешенном слое частицы твердого материала постоянно поднимаются вверх и снова падают. [c.229]

Развитие турбулентного движения в пределах потоков жидкости и пара (газа) может привести к разрыву граничной поверхности между потоками, если силы поверхностного натяжения не в состоянии этому противостоять. В результате такого разрыва поверхности раздела фаз газовые вихри проникают в поток жидкости и возникает э м у л ь г и р о в а-н и е жидкости газовым потоком, в связи с чем массообмен между фазами резко возрастает одновременно возрастает и гидродинамическое сопротивление. [c.582]

При скорости потока в момент, предшествуюш ий отрыву пламени, точка перехода лежит внутри пламени. В точке, соответствуюш,ей отрыву пламени, пламя стабилизируется за счет вихрей, образующихся в точке перехода, и основание пламени находится па высоте, равной расстоянию до точки турбулентности X. После отрыва пламени нагрев газового потока от него прекращается, так как точка перехода возвращается в положение, занимаемое ею в невоспламеняющемся потоке (на рис. 18-пунктирная линия, соединяющая кривую Г с X). При уменьшении расхода точка перехода идет по Г, [c.59]

В основу всех объяснений сущности вихревого эффекта принимают высокоскоростное вращение газового потока в виде единой по сечению трубы кольцевой струи, истекающей из сопловых вводов и расширяющейся в ВТ. По А. П. Меркулову в сечении соплового ввода образуется свободный или потенциальный вихрь (по закону иг = onst), который по мере движения вдоль оси трубы от диафрагмы снижает уровни окружных скоростей и радиального градиента статического давления, постепенно распространяясь к оси. Возникающий при этом осевой градиент давления вынуждает нижние слои газа изменять направление осевого движения при этом создается самостоятельный внутренний поток уже в сторону диафрагмы, который вращается по закону вынужденного вихря [c.27]

Действительно, наличие частиц в газовом потоке уменьшает турбулентность самого потока за счет частичной диссипации энергии турбулентных вихрей, омывающих частицу. Следует предви- [c.32]

При сочетании прямоточного и противоточного циклонов запыленные газы поступают по оси как в прямоточном циклоне, в то время как дополнительный поток воздуха подается через сопла по касательной к стенкам, создавая такой же тип движения газового потока, как в противоточном циклоне эффективность работы при этом повышается [445, 446, 599, 731]. Поскольку поток газа похож на вихрь, такой тип циклонов в Англии называют торнадо , а в Германии, где он был разработан, — обеспыливателем с вращающимся потоком (Dгehstrбmungsentauber). [c.241]

Современные теории циклонирования изложены во многих работах [13]. Общая схема процессов представляется в следующем виде. Запыленный газ входит в циклон через патрубок, расположенный тангенциально к цилиндрической пылеосадительной камере и движется спирально вниз по стенке конуса, а затем вверх, в выходную трубу (рис. 1.1). При этом считается, что диаметр восходящего по спирали потока (ядро вихря) примерно равен диаметру выхлопной трубы. На входе в циклон газовый поток в кольцевом пространстве между стенкой корпуса и выхлопной трубой движется с ускорением. Кинетическая энергия потока диссипиру-ется в процессе обмена количеств движения с обратными потоками, возникающими на фанице застойных зон. [c.9]

В большинстве рассмотренных работ, представленных в первой главе, гипотезы возникновения эффекта температурного разделения газа строятся на основе преобразования в сопловом сечении свободного вихря в вынужценный вихрь, допуская такое преобразование за счет действия сил вязкости и теплопроводности газового потока. Такая схема процесса описывается системой уравнений движения, сплошности, энергии и состояния, которая для ламинарного осесимметричного потока в цилиндрических координатах записывается в следующем виде [c.38]

Процесс расширения истекаюшего из сопел газового потока в радиальном направлении до уравнивания статического давления на его внутренней границе с давлением газа в приосевой области приводит к образованию свободного вихря с радиальным распределением тангенциальной скорости [c.39]

ЖИДКОСТНЫЙ иоток 2 (с вышележащих ступеней контакта), где происходит массообмен между газом и жидкостью на основной стуиеии контакта - зона А. При этом происходит распыление жидкости газовым потоком 1 и формирование ее в иленку жидкости, которую отбирают потоком 3 и подают на нижележащую ступень контакта или выводят в качестве жидкостного продукта. Отсепарпрованный от жидкости газовый поток 4 за счет сил инерции образует закрученный инерционный столб вих[ЗЕ] - зона р, в которИй иодают исходный (или с вышележащей тарелки) жидкостный иоток 5 в различные точки 6, 7, 8 ио высоте закрученного инерционного столба вихря. При раз- [c.242]

Часть мелкодисперсной жидкости не успевает покинуть приосевой поток и выходит из кам,еры разделения через диафрагму вместе с охлажденным потоком. Остальные капли попадают в периферийный газовый поток, где частично или полностью испаряются. Это приводит к снижению температуры периферийного газового потока, а следовательно, и температуры потока, вытекающего из камеры разделения через дроссель. Неис-парившаяся в периферийном потоке часть капель жидкости может либо достичь поверхности пленки или стенки камеры, либо вернуться в приосевой газовый поток вблизи дросселя, где центробежные силы малы из-за низких значений тангенциальной составляющей скорости движения потока. Таким образом, наличие капель жидкости в газовых потоках вызывает перенос теплоты от периферийных слоев вихря к приосевым. Суть этого процесса заключается в стекании паров высококипящих компонентов из периферийных слоев в приосевые, их конденсации в приосевых слоях, возвращении и испарении конденсата в периферийных слоях. [c.130]

Предполагается, что с = Со для больших значений г(з, а также для всех значений г]5 при а = 0. Эксперименты показали (Роуз [97], Мак-Вильям [71], что внутри пузыря возникает циркуляционный поток, подобный сферическому вихрю Хилла (см. книгу Ламба [57], стр. 246). Газ вблизи криволинейной поверхности движется вдоль нее нисходящим потоком, а достигнув точек Р или Q (см. рис. 43), он движется горизонтально по направлению к оси симметрии Ог. Наконец, вдоль оси Ог наблюдается восходящий газовый поток, после чего цикл повторяется. [c.158]

Современное состояние теории циклонирования изложено в ряде работ [18]. В основе процесса центробежного разделения рассматривается следуюш,ая физическая модель. Запыленный газовый поток входит в нор.мальный циклон через патрубок, расположенный тангенциально к цилиндрической пылеосадительной камере, проходит по окружности вокруг выходной трубы и движется спирально вниз по стенке конуса и затем вверх, в выходную трубу. Диаметр восходящего по спирали потока (ядро вихря) почти равен диаметру выходной трубы (рис. 4-26). Поток газа на входе в циклон движется с ускорением в кольцевом пространстве между стенками кожуха циклона и выходной трубы. Кинетическая энергия кольцевого потока диссииируется в результате обмена количеств [c.144]

Запыленный воздух входит в циклон через тангенциально встроенный патрубок 2 и, приобретая вращательное движение, опускается спиралеобразно вниз вдоль внутренней поверхности стенок цилиндрической и конической частей корпуса ап- у обленныв парата. Вращаясь вначале в кольцевом тЬердые пространстве, образованном цилиндриче- частицы ской частью корпуса циклона и выхлопной трубой, а затем в зоне, расположенной ниже торца выхлопной трубы, газовый поток образует внешний вращающийся вихрь. [c.93]

В конической части корпуса циклона газовый поток начинает менять направление и перемещаться вверх к выхлопной трубе, образуя внутренний вращающийся вихрь. Освобожденный от основной массы твердкх частиц воздушный поток попадает в выхлопную трубу 3 и, поднимаясь по ней винтообразно вверх, удаляется из циклона. [c.93]

Недавно создана новая высокоэффективная циклонная печь, предназначенная для уничтожения нефтяных шламов любого вида [47], Печь имеет вертикальную цилиндрическую камеру сгорания, в которой расположение входных отверстий в сочетании со скоростью подаваемого воздуха сообщают вихревое движе -ние потоку внутри камеры сгорания. В результате действия центробежных сил хоподный, более плотный воздух отделяется от горячих, менее плотных продуктов сгорания. Таким обра -зом, внутренние стенки камеры сгорания имеют более низкую температуру, чем основное количество газов в печи, это увеличивает срок службы огнеупорных материалов. Продукты сгорания втягиваются в центр вихря при такой высокой темпера -туре, что все органические компоненты полностью сгорают прежде, чем покидают камеру. Содержащиеся в газовом потоке частицы отбрасываются центробежными силами к стенкам печи и остаются внутри нее. Выходяпще из камеры сгорания газы являются бездымными и лишены запаха. [c.23]

Небольшое добавление частиц размером 25 мкм к газовому транспортирующему потоку [до расходной массовой концентрации, равной 0,7 (кг/ч)/(кг/ч)] незначительно повышает потерю напора. При этом не ощущалось заметного влияния твердой фазы на турбулентность газового потока. Дальнейшее увеличение массовой расходной концентрации (сверх 0,7) начинало влиять на турбулентность потока увеличивалось расхождение между временем релаксации твердых частиц и временем релаксации турбулентных вихрей, что приводило к разрушению последних и детурбулизации потока. Повышение времени релаксации твердых частиц, возможно, определялось усилением агломерационного эффекта при повышении концентрации твердой фазы. [c.59]

Разрьш характеристики может быть обусловлен другими причинами. Так, в некоторых типах вентиляторов (например, Ц4 —-70 и Ц4 — 76) удалось ликвидировать разрьш характеристики установкой кольца 1 во входной воронке (рис. 23), которое изменяет характер потока, перетекающего из полости нагнетания в полость всасьшания. Следовательно, на возможность возникновения разрьша характеристики дымососа непосредственное влияние оказьшает характер входа газового потока на входную кромку рабочих лопаток вблизи переднего диска. Так, после установки кольца устранилось образование вихрей в зазоре между рабочим колесом и входной воронкой, эта часть потока стала входить на лопатки установившимся потоком. Уменьшились срьшы потока в межлопаточном канале, и бьш ликвидирован разрьш характеристики. [c.37]

Одновременно сверху загружается топливо. Образовавшийся газ, направляясь в верх шахты газогенератора, приводит в вихре- образное движение свежее топливо, которое падает сверху вниз. При этом топливо распределяется по классам крупности кусков. Пылеобразные частицы топлива газовым потоком уносятся в другую шахту, где отфильтровываются в слое топлива, поэтому газ получается менее запыленный (30 г/нм вместо 150—300 г/нм в газогенераторах Винклера). Из второй шахты газ выходит низу с температурой 300—400° и поступает в газовый коллектор. Из первой шахты во вторую газ выходит с температурой 800°. Шлак выгружают из первой шахты шлакоудаляюш им устройством. При газификации бурого угля зольностью 30% и влажностью 2% на парокислородном дутье на опытной установке был получер газ состава (в % объемн.) СО2 = 16,5 СО = 41,5 На = 40,0 СН4 = 0,9 N2 = 1,5. Интенсивность процесса газификации равна 1000 нм /м час. [c.189]