Пульсации турбулентные скорости течения

В 1.19 было указано, что для турбулентного течения характерно перемешивание жидкости, пульсации скоростей и давлений в процессе течения. Если с помош,ью особо чувствительного прибора-самописца измерить и записать пульсации, например, скорости по времени, то получим картину, подобную показанной на рис. 1.59. Величина скорости беспорядочно колеблется около некоторого осредненного по времени значения, которое в данном случае остается постоянным. [c.95]

За областью перехода турбулентное течение становится полностью развитым. Это происходит на расстоянии 10 калибров струи от среза сопла, что подтверждается многочисленными результатами измерений интенсивности турбулентности в разных сечениях струи, в том числе и данными, приведенными па рис. 12.3.2. После завершения перехода к турбулентному режиму течения интенсивность пульсаций скорости в струе начинает монотонно уменьшаться независимо от числа Рейнольдса (изменявшегося в экспериментах в широком диапазоне). В области полностью развитого турбулентного течения измеренные профили осредненных по времени значений скорости и концентрации трассирующих веществ в струях имеют форму распределений Гаусса, аналогичную профилям в факелах. Однако скорость подсасывания жидкости для струй ниже, чем для факелов по данным работы [43] и других исследований а = 0,057. Это значение а, свидетельствует о том, что при одинаковом локальном потоке количества движения интенсивность смешения для струй ниже, чем для факелов. [c.135]

При турбулентном режиме течения под влиянием полимерных добавок к капельной жидкости или твердых частиц в газе существенно уменьшаются поперечные составляющие пульсации скорости и турбулентное трение, выражаемое рейнольдсовыми напряжениями в результате снижается коэффициент сопротивления. При ламинарном режиме указанные добавки не снижают коэффициент сопротивления и не затягивают этот режим течения. [c.92]

Рассмотрим конкретный пример. По данным для стекающей пленки (см. табл. 1.1) при Кеж = 2400 т = 0,56 с, тогда а = 37 и второе слагаемое в подкоренном выражении уравнения (2.79) заметно больше 1. Это свидетельствует о необходимости учета влияния турбулентных пульсаций на скорость массопередачи. При толщине пограничного слоя бж = 0,027 мм коэффициент турбулентной диффузии О- , рассчитанный по уравнению (2.77), в точке у = бж более чем на порядок выше Оа. Однако для быстрых реакций толщина диффузионного подслоя значительно меньше (как правило на порядок и более), и влияние турбулентного характера течения на массопередачу проявляется слабее. Действительно, при больших г из уравнения (2.78) следует известное выражение р ж = У п л. [c.47]

Беспорядочные турбулентные пульсации скорости и других гидродинамических величин при турбулентном режиме течения приводят к тому, что точно описать мгновенные значения пульсационных скоростей невозможно, и при решении практических задач анализ турбулентных режимов течения осуществляется на уровне изучения осредненных за достаточный интервал времени значений гидродинамических параметров потока (компонент скоростей, статических давлений, плотностей). Мгновенные величины скоростей (и других параметров) записываются в виде [c.11]

Для установившегося потока при ламинарном течении скорость постоянна в каждой точке жидкости, а при турбулентном течении—колеблется около некоторого среднего значения (за счет пульсаций>). Распределение скоростей по поперечному сечению трубопровода при ламинарном течении происходит по параболе, причем средняя скорость потока составляет 0,5 от максимальной (по оси потока). При турбулентном течении изменение скоростей в поперечном сечении трубопровода идет по более пологой кривой и средняя скорость составляет 0,8 0,9 от максимальной. [c.13]

Турбулентные потоки отличаются не только от ламинарного, но и друг от друга скоростью течения и размером пульсаций. Коэффициент турбулентного обмена равен е = 1м> [c.490]

Ламинарное (струйное) течение однородной, инертной и вязкой жидкости, как известно, вообще говоря, неустойчиво. При определенных условиях в потоке возникают пульсационные движения — вихри . Кроме средней направленной скорости потока в данном месте м, состояние характеризуется и средней пульсацией А скорости потока около этого, среднего значения. Граница возникновения турбулентных пульсаций (например, критическое число Рейнольдса) определяется из условия, когда малые отклонения локальных скоростей от их среднего значения перестают затухать и экспоненциально нарастают со временем [78]. Такое явление называется неустойчивостью ламинарного режима в малом . Амплитуды возникающих турбулентных пульсаций, однако, не возрастают до бесконечности, а имеют определенный спектр и новый турбулентный режим является в таком смысле устойчивым в большом . [c.239]

Как уже отмечалось, разбавленные растворы полимеров должны подвергаться иному механическому воздействию, чем другие системы. Специфика заключается в том, что сравнительно небольшая величина сил межмолекулярного взаимодействия в растворах требует для достижения напряжений, достаточных для разрыва молекулярных связей, очень больших скоростей деформации сдвига. Вместе с тем то же обстоятельство — низкая вязкость — создает опасность возникновения при повышенных скоростях течения турбулентных пульсаций, которые, обеспечивая хорошие условия для перемешивания и диспергирования, затрудняют вытягивание полимерных частиц и снижают вероятность механокрекинга. [c.284]

При турбулентном режиме течения газовоздушной смеси скорость распространения пламени зависит в большей степени от скорости потока и в меньшей — от природы и концентрации смеси, так как теплообмен и массообмен при турбулентных пульсациях интенсифицируются. Математически эта зависимость выражается [49] следующей формулой [c.64]

Система уравнений (2.4.4),(2.4.5), (2.4.7) и (2.4.14) оказывается незамкнутой, так как уравнение (2.4.14) содержит неизвестные тройные корреляции пульсаций скоростей несущей фазы, а также корреляции, связанные с пульсациями концентрации и скорости дисперсной фазы. Для получения замкнутой системы уравнений, описывающей осредненное движение газа в присутствии частиц, используют различные модели. Наиболее широкое распространение получили (так же, как и в теории турбулентных однофазных течений) алгебраические, однопараметрические и двухпараметрические модели. [c.53]

Пульсации скорости стационарного газового потока определяются турбулентной природой течения. Что касается пульсаций скоростей частиц, то они могут вызываться различными причинами. Поэтому прежде чем перейти к рассмотрению и анализу данных по распределениям пульсационных скоростей частиц, остановимся вкратце на этих причинах, схематично представленных на рис. 4.9. Можно выделить следующие пульсации скорости частиц, движущихся в турбулентном потоке газа в каналах (трубах) [c.104]

Турбулентный действительный поток, как уже отмечено, мысленно разлагается на стационарный поток со скоростью ю, усредненный по времени от истинных значений скоростей потока, и пульса-ционный поток. Обозначим его скорость по направлению потока через и нормальную к нему скорость через V . Наличие пульсаций обусловливает интенсивный перенос вещества, характеризуемый понятием турбулентной диффузии. Можно провести аналогию между турбулентным течением и хаотическим движением газовых молекул. Тогда длина смешения I будет соответствовать длине свободного пробега молекул, а скорость пульсации — средней скорости газовых молекул. Турбулентная диффузия отличается от ламинарной тем, что эффективный коэффициент диффузии меняется с расстоянием от стенки. Среднее передвижение вихря до его распада (длина смешения I) практически постоянно в центре ядра потока, но около стенок становится пропорциональным расстоянию у от стенки. По аналогии с кинетической теорией газов можно написать, что средняя составляющая вихря, нормальная к стенке, равна [c.114]

Выше уже было отмечено, что вблизи скорости звука, происходит быстрое изменение состояния газа. В частности, резко падает давление. Таким образом, течение развивается под действием весьма значительного но абсолютной величине отрицательного градиента давления. Между тем известно, что под влиянием отрицательного градиента давления происходит ослабление турбулентности, которое может перерасти в полное вырождение турбулентных пульсаций (явление обратного перехода из турбулентного режима течения в ламинарный). Поэтому имеются серьезные основания полагать, что в условиях приближения к скорости звука возникает эффект затухания турбулентности, который и проявляется в непосредственно наблюдаемом уменьшении параметра х. Это предположение хорошо согласуется с другими экспериментально наблюдаемыми фактами, в частности, в ранее описанным явлением восстановления докритической формы обтекания тупых тел ( И). [c.325]

При увеличении концентрации в результате столкновений возникают группы механически переплетенных частиц, причем размеры агрегатов зависят от сдвиговых усилий в потоке, т. е. в суспензии устанавливается динамическое равновесие. Суспензия более высоких концентраций (до 0,05%) обладает способностью при течении по трубам образовывать свободный от частиц пристенный слой и ядро потока из механически переплетенных частиц. Было обнарул<ено [189], что стержень из агрегатов частиц существует при ламинарном режиме. С увеличением скорости течения вокруг стержня образуется турбулентное кольцо. Дальнейшее повыщение скорости приводит к тому, что возникающие напряжения разрушают стержень. При полном переходе к турбулентному течению отмечается снижение в суспензии потерь на трение по сравнению с течением дисперсионной среды. Это явление объясняют подавлением частицами мелкомасштабных пульсаций скорости, которые в чистой жидкости вызывают большое рассеивание энергии при увеличении концентрации суспензии снижение коэффициента трения заметное. Изменение внутренней структуры суспензии сульфатной целлюлозы концентрацией 1 % (степень помола 30°ШВ) в зависимости от скорости ее движения пока- [c.149]

Переход к турбулентному режиму начинается с возникновения пульсаций скорости (рис. 8.1, д) и образования нестационарных областей течения в виде турбулентных пробок . При этом на начальном участке трубы имеет место перемежающийся режим течения (ламинарный режим сменяется турбулентным). Коэффициент перемежаемости у, характеризующий долю времени, приходящуюся на турбулентный режим течения, с увеличением продольной координаты возрастает (8.1, б) [c.235]

Для оценки влияния акустической турбулизации жидкости на процесс конвективной диффузии найдем характерную максимальную скорость жидкости относительно частицы. Считаем, что размеры частицы много больше внутреннего масштаба турбулентности (2.1), и она ведет себя относительно турбулентных пульсаций как неподвижное тело. Напишем для этого случая уравнение движения частицы (6.4) за время, значительно меньшее, чем период самых крупных масштабов пульсации. Время, в течение которого будет справедливо уравнение (6.4), определяется по уравнению (6.5) [c.149]

Вязкостно-инерционно-гравитационное и вязкостно-инер-ционное течения наблюдаются как при ламинарном, так и при турбулентных режимах течения. Системы чисел подобия (92) и (93), хотя и получены путем анализа основных уравнений применительно к ламинарному течению, будут справедливы и при турбулентном течении, если только в последнем случае под скоростью, температурой и давлением понимать осредненные во времени значения соответствующих величин. Это объясняется тем, что перенос количества движения и тепла за счет турбулентного обмена (т. е. пульсаций скорости и температуры) зависит от координат и чисел Ке, Рг и Сг, которые уже содержатся в системах (92) и (93). В случае турбулентного течения системы (92) и (93) должны быть дополнены еще одним безразмерным параметром — интенсивностью турбулентности во входном сечении трубы или в потоке, набегающем на тело. [c.56]

Механизм дробления капель, описанный в гл. III, сохраняется и в газлифтных реакторах, однако процесс осложняется тем, что перел1ешивание жидкостей происходит как в барботажных, так и циркуляционных трубах. При этом в барботажных трубах превалирующую роль играют турбулентные пульсации от всплывающих и де рмирующихся газовых пузырей, а в циркуляционных — турбулентные пульсации, обусловленные скоростью течения сплошной среды. [c.103]

Так, при турбулентном режиме течения жидкости (газа) перенос вещества в потоке начинает определяться беспорядочными турбулентными пульсациями ( вихрями ) и интенсивность перемешивания характеризуется некоторым коэффициентом турбулентной диффузии Отурб. Его значение не зависит непосредственно от физических свойств вещества потока [6, стр. 149] и является функцией его средней скорости й и характерного линейного размера L, т. е. [c.87]

При турбулентном течении в эмульсии могут протекать одновременно два процесса — дробление глобул -и их слияние при столкновении. Однако для этого необходимо, чтобы защитная пленка на глобулах воды не обладала достаточной прочностью. Поэтому температура играет немаловажную роль в процессе разрушения эмульсий. По современным представлениям турбулентное течение можно представить как результат наложения на основную (усредненную по времени) скорость течения пульсационных скоростей, имеющих самые разнообразные амплитуды. Турбулентные пульсации характеризуются не только величиной их скоростей, но также и теми расстояниями, на протяжении которых пульсацион-ные скорости не претерпевают заметного изменения. Эти расстояния носят название масштаба движения. Самые быстрые пульса-ционные движения имеют и самый большой масштаб движения. При турбулентном движении в трубе наименьший масштаб турбулентных (крупномасштабных) пульсаций соизмерим с диаметром [c.42]

Процесс разрушения капель в потоке воздуха исследовался A.A. Бузуковым. Установлено, что под действием воздушного потока в капле жидкости образуется вмятина, затем капля принимает форму выпуклой пленки, лопается и дробится. Максимальный размер капли, могущей существовать в факеле, определяется из условия равенства силы поверхностного натяжения и силы аэродинамического давления. Другая схема дробления струи на капли в простейшем виде представляется как разрыв пленки, являющейся продолжением окружности сопла, под действием сил турбулентных пульсаций. Третья схема распада струи строится на предположении И. Е. Ульянова о том, что причиной разрушения единого потока жидкости на капли являются кавитационные процессы. При высокой скорости течения топлива в сопловом канале статическое давление снижается до значений, соответствующих упругости паров, в потоке при этом образуются кавитационные зоны в виде отдельных пузырьков. По выходе из сопла давление восстанавливается до атмосферного, а пузырьки исчезают, разрушая целостность струи. К. К. Шальпев установил, что число срывов кавитационных каверн п зависит от скорости течения жидкости W. При этом число срывов за одну секунду равно n = 28w при w = = 8,0 ч- 1,2 м/с. При более высокой скорости потока кавитационные пузырьки образуются не только на поверхности, но и внутри струи, что приводит к истечению парожидкостной эмульсии. Наличие завихренного движения (у центробежных форсунок) или попадание жидкости в струю пара (у форсунок с паровым распыливанием) интенсифицирует образование кавитационных пузырьков по всему сечению струи. [c.37]

Промысловые водонефтяные эмульсии содержат капли воды от долей микрона и выше. Основные трудности в процессе сепарации водонефтяных эмульсий обусловлены мелкодисперсной составляющей, т. е. каплями размером до 100 мкм. Деформация таких капель при гравитационном осаждении или в ламинарном потоке невелика. Поэтому дробление столь малых капель происходит в основном при движении эмульсии в турбулентном режиме течения под действием турбулентных пульсаций, порождающих в окрестности капель среднее локальное сдвиговое течение со скоростью сдвига у = (4ео/15т1Угрде удельная диссипация энергии. [c.274]

Изучение большинства гидродинамических характеристик газожидкостных течений в массообменных аппаратах в настоящее время осуществляется еще в основном эмпирическими методами, в лучшем случае — с использованием теории подобия и анализа размерностей. Сложность теоретического рассмотрения проблем гидродинамики двухфазных систем объясняется тем, что газожидкостные течения в массообменных аппаратах, представляющие практический интерес, чаще всего являются турбулентными или соответствуют переходным режимам течения от ламинарного к турбулентному. В то же время известно, что теория турбулентности даже для однофазных потоков пока далека от заверщения. Изучение турбулентных газожидкостных течений в массообменных аппаратах осложняется еще и тем, что кроме пульсаций скорости потоков здесь следует рассматривать также пульсации газосодержания и давления. Тем не менее, развитие идей и методов классической гидродинамики однофазного потока и, в частности, теории пограиичного слоя позволило успешно решить ряд задач. диффузионной кинетики, связанных с элементарными актами массопередачи. Такие задачи достаточно подробно рассмотрены в гл. 3, [c.124]

В 40-х годах влияние турбулентного перемешивания на кинетику коагуляции исследовали Пшенай-Северин [37, 38], Туниц-кий [39], Таверовский [40], использовавшие целый ряд допущений и приближений, но правильный подход к рассматриваемому вопросу стал возможен только с позиций теории изотропной турбулентности Колмогорова [41]. В этой теории турбулентное течение рассматривается как результат наложения на основную (среднюю) скорость течения жидкости спектра непрерывных пульсаций скоростей разного масштаба. Кинетическая энергия крупномасштабных пульсаций, возникающих при отрыве вихрей от поверхности [c.135]

Представим себе жесткий параллелепипед с объемом du, который движется по поверхности жидкости со скоростью, равной скорости течения жидкости. Предположим, что стенки параллелепипеда способны беспрепятственно пропускать жидкость так, что вследствие турбулентных пульсаций жидкость в параллелепипеде непрерывно обновляется и вступает в теплообмен с окружающей средой. Температура в параллелепипеде будет непрерывно меняться от начальнойгЧо до некоторой конечной Величина [c.173]

Возьмем, например, случай турбулентного течения разреженной суспензии в трубе радиуса К тогда отношение К Ьр равно отношению числа взаимодействий (или столкновений) отдельной частицы с турбулентными пульсациями газа к числу столкновений этой частицы со стенками трубы. При К = 2,5 дюйма, скорости течения 100 фут/с в ядре течения и при Ьр = 0,6 дюйма отношение К1Ьр равно примерно 4 (сравним с отношением К Ьр яг 7 -10 для молекул в воздухе при стандартных температуре и давлении). [c.190]

При турбулентном режиме течения пленки основную роль в переносе тепла играют турбулентные пульсации. Исходя из этого, Даклер [79 ] использовал для расчета теплоотдачи к пленке жидкости при турбулентном режиме движения, общеизвестные соотношения теории турбулентности, связывающие касательное напряжение т и удельный тепловой поток д с градиентом скорости йхюТйу. [c.227]

Если пограничный слой становится турбулентным, скорость жидкости и направление с течением времени непрерывно изменяется. Вследствие этого вдоль поверхности обтекаемого тела возникают пульсации давления. Когда поверхность тела достаточно упруга и обладает демпфирующей способностью, то энергия турбулентных пульсаций может поглощаться, что приведет к ламиниризации пограничного слоя, а следовательно к уменьшению сопротивления. [c.189]

Исследования на стендовых установках ИГИ при МКГЗ показали, что наиболее рационально нагрев и отделение угля от газа-теплоносителя осуществляются при использовании вихревых камер не только в качестве высокоскоростных нагревателей, но и в качестве центробежных отделителей. Под воздействием закрученного газового потока в вихревых камерах развиваются центробежные силы, которые смещают угольные частицы из центральной приосевой части камеры в периферийную зону. Интенсивность этих сил может изменяться в широких пределах в зависимости от устанавливаемого напора газа-теплоносителя при входе в камеру. Изменяя тангенциальную скорость газа, можно увеличить центробежные силы, действующие на угольные частицы в вихревой камере, в несколько раз по сравнению с центробежными силами в обычных циклонах. С увеличением скорости течения газа (выше 20—25 м/с) эффективность разделения газо-угольных взвесей в циклонах снижается в результате турбулентной пульсации и отрыва от стенок. Кроме того, как показывает опыт, эффективность циклонов также уменьшается с увеличением их диаметра. [c.58]

В описанной конструкции течение жидкости между вращающимися цилиидрами характеризуется высокими градиентами скоростей, так как поверхности цилиндров движутся в противоположных направлениях. При этом в жидкости развиваются пульсирующие колебания. Когда зазор между планетарными цилиндрами совмещается с отверстием на статоре, скорость течения в зазоре максимальная. Когда зазор совмещается с промежутком между отверстиями статора, скорость в нем минимальная. В результате сочетания высокоградиентного течения с пульсациями потока повышается эффективность диспергирования в высоковязких средах. Предложенный аппарат обеспечивает высокоразвитое турбулентное течение в маловязких средах, что также способствует интенсификации процессов. Вследствие такого организованного движения среды обеспечивается высокая гомогенность смеси. [c.168]

Образующиеся при распаде струй капли могут в дальнейшем деформироваться и дробиться. При экспериментальном исследовании процесса установлено, что наблюдаются различные физические формы дробления капель. При значительном лобовом сопротивлении среды (например, падение капли в не-движущейся жидкости или движение с большей скоростью, чем скорость спутного потока среды) капля испытывает резкое утонение в центре с превращением образующейся пленки в тор и распадом последнего на более мелкие капли. Перемещение капли в среде, движущейся с большей скоростью, или в потоке с куэттовским типом течения, приводит к вытягиванию ее в волокнообразное или эллипсоподобное тело, распадающееся в последующем на более мелкие элементы. При турбулентных режимах течения дробление капель происходит под действием пульсаций в жидкости среды. Если рассматривать процесс образования ВПС при турбулентных режимах течения осадительной ванны, то для оценки среднего диаметра образующихся при дроблении капель можно использовать уравнение А. Н. Колмогорова [223] [c.134]

Для открытых потоков в большинстве случаев наибольшая скорость течения наблюдается у внутренних слоев жидкости. Тогда скорость потока у стенки при ламинарном течении через ротор незначительна. Поэтому интересен случай уноса частиц при турбулентном потоке, когда происходит пульсация скоростей в вер-тикально,м направлении и выравнивание скоростей в осевом направлении. [c.146]

Распределение скоростей течения при турбулентном режиме. Пульсация скорости. Частицы жидкости при турбулентном режиме движутся по разнообразным, весьма сложным, извилистым траекториям в самых различных цаправлениях, сталкиваясь друг с другом и с поверхностями, ограничивающими поток. При этом в жидкости появляются крутящиеся, изменяющиеся, то затухающие, то вновь возникающие в различных местах потока водовороты. [c.63]

Это свидетельствует о том, что при расчете градиента скорости по (3.52) принят прямоугольный характер распределения скорости в поровом канале, что согласуется с выводами Е. Ф. Кургаева [72], который предполагает наличие фактического профиля скоростей, близкого к прямоугольному, вследствие турбулентного характера движения жидкости, обусловленного ее пульсациями в поровом пространстве, а также необходимостью наличия большого прямолинейного разгонного участка для формирования параболического профиля. Следует, вероятно, учитывать, что часть энергии движущейся жидкости расходуется на трение между слоями жидкости, в результате чего имеются градиенты скорости по всему сечению потока. Кроме того, в [35] указывается, что разгонный участок не превышает 2% линейного размера зерна и при движении жидкости в порах зернистой среды должна наблюдаться тенденция к формированию криволинейного профиля. Это подтверждается в [90]. Таким образом, числовое значение градиента С, рассчитанное по (3.52), можно считать верхней границей среднего значения этого параметра, т. е. наибольшим из средних расчетных значений для условий турбулентного режима течения, когда неравномерность скоростей по сечению невелика. [c.46]

В настоящее время при исследовании одно- и двухфазных течений большое распространение получил электродиффузионный (электрохимический) метод измерения поверхностного трения [202, 203 ], принцип действия которого во многом схож с термоанемометрическим. В отличие от термоанемометра, в основе которого лежит связь между коэффициентом конвективной теплоотдачи нагретой проволочки или пленки и скоростью набегающего потока, в данном случае подобная зависимость связывает со скоростью течения коэффициент массоотдачи помещенного в поток датчика. Наиболее существенным ограничением электродиффу-зионного метода является необходимость применения в качестве рабочей жидкости раствора электролита специального состава, к которому предъявляются весьма жесткие требования. Кроме того, частотная характеристика используемых датчиков существенно хуже, чем у термоанемометров, и, как правило, ограничена величиной порядка 1—2 кГц. Это обстоятельство, а также некоторые другие накладывают ряд серьезных ограничений на использование таких датчиков для измерения турбулентных пульсаций скорости. К основным достоинствам метода относятся возможность применения датчиков очень малых размеров, отсутствие принципиальной необходимости в калибровке датчика, простота первичной электронной аппаратуры, доступность проведения измерений в непосредственной близости от твердой поверхности. Относительная простота изготовления датчиков и электронной аппаратуры открывает возможность применения многоканального варианта метода, когда измерения осуществляются одновременно во многих точках потока. [c.55]

Первая ив этих областей, называемая областью разутого турбулентного движения, или турбулентным >ром, расположена на сравнительно большом удалении обтекаемой твердой поверхности, т. е. при этой области средняя скорость течения жидкости рас-)еделена по логарифмическому закону, а скорости по- речных и продольных пульсаций одинаковы и равны [c.83]