Вихри компоненты

Равенства (И, 42)—(II, 43) отражают вращение жидкости вокруг соответствующей оси и поэтому называются компонентами вихря. [c.102]

Уравнения движения жидкости с учетом вращения ее частиц (урав-иения движения в компонентах вихря) принимают вид [c.104]

Из выражений компонентов вихрей (II, 50)—(II, 52) следует, что [c.104]

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]

Важную роль в технологических процессах играет, как известно, явление массопереноса, т. е. явление переноса массы вещества между двумя фазами. Существует несколько теорий процесса массопереноса через межфазную поверхность. Наибольшее распространение получила пленочно-пенетрационная теория, которая утверждает, что имеет место двойственный механизм диффузии. При малом времени контакта массообмен протекает как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементарным вихрям сплошной фазы, соприкасающимся с поверхностью и проникающим в глубь сплошной фазы. При более длительном времени контакта действует механизм молекулярной диффузии через ламинарные пограничные пленки по обе стороны раздела фаз. [c.30]

Онзагер показал, что вихри в сверхтекучей компоненте гелия II квантованы. Момент количества движения атома гелия вокруг ствола вихря оказывается кратным постоянной Планка [c.245]

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]

Выполняется, следовательно, появляются две новые составляющие вектора скорости и v , которые вызывают появление двух других компонент завихренности (rot v) и (rot v) . Поскольку Re > Re , то возникшее возмущение уже не затухает каждое новое растяжение вихревой трубки в направлении оси qi вызывает увеличение составляющих завихренности в направлении осей qi и qk (/. k ф i). При каждом следующем акте деформации составляющие завихренности возрастают, а сама завихренность передается вихрем меньшего размера. В пределе, конечно, бесконечно больших скоростей не наблюдается, поскольку силы вязкости демпфируют возможные разрывы сплошности, поэтому размеры [c.22]

Выражения для компонентов угловой скорости (вихря) и скоростей деформации имеют вид [c.15]

В работе [23] проанализирована чувствительность течения над поверхностью, обращенной кверху нагретой стороной, к воздействию продольных вихрей при изменении положения поверхности от почти вертикального до горизонтального. При этом были учтены недостатки предложенных ранее методов. Основное течение рассчитывалось с учетом как нормальной, так и продольной (по потоку) компоненты выталкивающей силы. Представлены результаты численных расчетов критических значений числа Грасгофа и волнового числа для течения около изотермической поверхности при Рг = 0,7 и 7,0. Они хорошо согласуются при Рг = 0,7 до углов 0 = 40° и при Рг = 7,0 до углов 0 = 60° с результатами расчета устойчивости к воздействию вихрей основного течения, параметры которого определялись ранее предложенными приближенными методами. Однако при дальнейщем увеличении угла 0 расхождение между ними возрастает и достигает наибольшей величины при 0 = 90°. [c.128]

Трудность решения уравнения (1.17) определяется сложностью структуры пограничного слоя, т. е. части атмосферы, испытывающей непосредственное влияние подстилающей поверхности. Различия в рельефе, шероховатости и альбедо - главные причины значительных вариаций условий на ее границе с атмосферой. Кроме того, турбулентное движение состоит из вихрей разных размеров, взаимодействующих и обменивающихся между собой энергией и количеством движения. Небольшие вихри играют очень важную роль в диссипации энергии и вещества, поэтому необходимо принимать во внимание даже самые мелкие из них. Однако при учете всех этих особенностей аналитическое решение уравнений материального баланса типа (1.17) становится нереальной задачей даже для случая хи.мически инертных компонентов (что позволяет пренебречь членом Д, в правой части). Поэтому для решения уравнения с учетом многочисленных химических реакций приходится прибегать к существенным упрощениям, в первою очередь - за счет членов, описывающих адвективный и турбулентный перенос. Некоторые прие.мы такого упрощения будут приведены в последующих разделах. [c.22]

Особенности химического состава воздуха стратосферы внутри вихря (кроме убыли озона) заключаются в уменьшении содержания оксидов азота и водяного пара. Такая "денитрификация и "дегидратация" происходит на фоне очень высоких концентраций СЮ наблюдаемые в середине полярной зимы концентрации этого компонента хлорного цикла могут быть примерно в десять раз больше, чем за "стенками" вихря. [c.236]

Возможность протекания таких процессов подтверждается лабораторными измерениями вероятности гибели СЮ на поверхности льда, составившей примерно 10 . Весной происходит быстрое разрушение вихря на сегменты, которые дрейфуют в направлении экватора и постепенно исчезают. В целом температура в стратосфере над Антарктидой резко повышается, и ПСО исчезают, высвобождая компоненты азотного цикла. Приток воздуха из низких широт ликвидирует дефицит озона над континентом. [c.237]

Указанное несоответствие пытается объяснить пенетрационная теория, которая трактует массоотдачу на стороне сплошной фазы (жидкости) как ряд неустановившихся процессов диффузии компонента от межфазной поверхности к элементам (элементарным вихрям) жидкости, соприкасающимся с этой поверхностью и проникающих в глубь сплошной фазы. [c.291]

Для сжигания твёрдых отходов НГК созданы высокоэффективные циклонные печи, имеющие вертикальную цилиндрическую камеру сгорания, в которой входные отверстия расположены так, что при определенных скоростях подаваемого воздуха сообщают потоку вихревое движение внутри камеры сгорания. Под действием центробежных сил холодный, более плотный воздух отделяется от горячих, менее плотных продуктов сгорания, в результате внутренние стенки камеры сгорания имеют более низкую температуру, чем температура в печи. При высокой температуре продукты сгорания втягиваются в центр вихря, и все органические компоненты отходов полностью сгорают в камере. Твёрдые неорганические частицы отбрасываются центробежными силами к стенкам печи и остаются внутри неё. [c.344]

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]

В СССР наибольший вклад в изучение вопроса разделения углеводородных смесей в установках с вихревыми трубами внесла группа сотрудников ГИАП под руководством И. Л. Лейтеса. В разработанных и испытанных имй установках выделение конденсирующихся тяжелых компонентов происходило в теплообменнике при охлаждении сжатой смеси охлажденным потоком, полученным в вихревой трубе. Конденсат отделялся в сепараторах, установленных перед вихревой трубой. В таких установках в вихревую трубу поступает газ, обогащенный легкими компонентами. Вихревая труба предназначалась прежде всего для получения холода, поэтому процесс выделения конденсата непосредственно в камере разделения детально не изучали. Возможно, в условиях проводимых тогда экспериментов выделение конденсата в вихревой трубе было незначительным. Мелкодисперсная жидкая фаза либо уносилась с охлажденным потоком, либо испарялась при попадании в периферийные слои вихря. Как отмечено в одной [c.140]

Испарение жидкости из пленки происходит под действием теплоты, подведенной от газового вихря. Частично или полностью испаряются каплй жидкости, попадающие в периферийные слои. Одновременно конденсируются высококипящие компоненты в приосевых слоях. Для компонентного разделения необходимо обеспечивать максимально возможный эффект температурного (энергетического) разделения, от которого зависит количество образующегося конденсата. Вместе с тем требуется обеспечить эффективную сепарацию конденсата. Полного удовлетворения этим противоречивым требованиям нельзя добиться ни в одной из известных конструкций. В каждом конкретном случае приходится искать компромиссное решение. [c.141]

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]

В модели обновления поверхности контакта фаз принимается наличие циркуляционных токов на границе раздела фаз и поэтому считается, что на массопередачу в пограничном слое кроме молекулярной диффузии существенное влияние оказывает также фактор обновления поверхности контакта фаз турбулентными вихрями, которые переносят частицы потока, обогащенные диффундирующим компонентом, с поверхности контакта фаз в ядро потока. [c.76]

Межфазовая, или поверхностная, турбулентность — это интенсивная, спонтанная турбулентность поверхности, в результате которой вещество передается из одной фазы в другую крупномасштабными вихрями, извержениями. Межфазовая турбулентность сопровождается пульсациями потоков, приводящими, естественно, к значительному увеличению интенсивности массопередачи. При наличии межфазовой турбулентности интенсивность массопередачи практически не зависит от молекулярной диффузии и определяется главным образом концентрацией компонентов на границе раздела фаз и их физико-химическими свойствами. [c.105]

Хигби рассмотрел случай, в котором массопередача осуществляется турбулентными вихрями из ядра одного потока к границе раздела фаз. Дальнейший переход компонента от границы в ядро потока другой жидкости идет за счет кратковременных периодов нестационарной молекулярной диффузии. Средняя скорость массопередачи зависит от времени существования вихря на поверхности раздела и полного количества диффундирующего компонента. [c.145]

Величины (йх, (Оу и Ыг называются компонентами вихря. [c.89]

В соответствии с соотношениями (II. 14) и (II. 16) разности частных производных составляющих скорости в левых частях последних уравнений представляют собой удвоенные компоненты вихря. Поэтому [c.98]

Энергии Количества движения Вещества Энергии турбулентности Потока жидкости (газа) в слое Энтальпия А (температура Т) Скорость, м/ Масса /-того компонента Л// Степень турбулентности Кг Давление Фурье Навье-Стокса Фи ка Фика Дарси Коэффициент теплопроводности Динамическая вязкость Коэффициент диффузии Коэффициент диффузии вихрей Коэффициент проницаемости [c.413]

При описанной организации процесса посредством переноса такими вихрями компонентов горючей смеси и продуктов ее сгорания в топке с встречно-смещенными струями происходит интенсивный тепло-и массообмен, выравнивается распределение компонентов горючей смеси, а поток турбулизируется. Это интенсифицирует горение и позволяет вести процесс при меньших избытках воздуха. Выгорание угольной пыли продолжается в потоке, восходящем из системы встречно-смещен-ных струй в топочное пространство. [c.442]

Высокоэффективные циклонные печи созданы для сжигания твердых отходов нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Печи имеют вертикальную цилиндрическую камеру сгорания, входные отверстия в ней расположены так, что при определенной скорости подаваемого воздуха сообщают потоку впхревое движение. В результате действия центробежных спл холодный, более плотный воздух отделяется от горячих, менее плотных продуктов сгорания, вследствие чего внутренние стенки камеры сгорания имеют более низкую температуру, чем основное количество газа в печи. Продукты сгорання втягиваются в центр вихря при такой высокой температуре, что все орган1[ческне компоненты полностью сгорают в камере. Твердые неорганические частицы отбрасываются центробежными силами к стенкам печи и остаются внутри нее. [c.130]

Диффузионная модель. Рассмотрим теперь причины, приводящие к появлению случайного разброса времени пребывания в реакторе. Все эти причины можно свести к одной — разбросу мгновенных значений продольной компоненты скорости элемента потока на его траектории, связывающей вход и выход реактора. Этот разброс скоростей может быть вызван попаданием в различные области реактора, где скорость движения неодинакова. Например, в случае ламинарного потока в трубе скорость сильно изменяется по сечению аппарата, будучи малой около его стенок и значительно превышая среднюю скорость движения у центра трубы. В реакторе с насадкой локальная скорость мала близ твердой поверхности кроме того, в этом случае могут возникнуть значительные вариации скорости, связанные с об- рааованием каналов и застойных зон вследствие неоднородности упаковки твердых частиц. При попадании в застойные зоны с малой скоростью движения потока значительную роль начинает играть и молекулярная диффузия. В турбулентном потоке локальные скорости изменяются не только в пространстве, но и во времени, и турбулентные пульсации и вихри становятся основной причиной случайного разброса времени пребывания в реакторе. [c.207]

Т. е. уравнение (П, 55) подобно уравнению неразрывности для капельной жидкости при = onst (см, уравнение (11,25)1. Поэтому для капельных жидкостей вихри можно уподоблять компонентам полной скорости частицы жидкости и производить над ними одинаковые операции. [c.104]

Существуют различные мнения о том, состоит ли спектр вто ричного потока, образованный осевой и тангенциальной компонентами скорости, из одного вихря по всей длине циклона (рис. VI-10,а) или из двойного вихря (рис. VI-10,6), один из которых находится в верхней части над выхлопной трубой,, а другой — в конической части. Концентрация пыли в верхней части циклона, а также значительное улучшение эффективности циклона при удалении пыли по специальным каналам (циклоны типа Ван-Тонгере-на или Амбуко) свидетельствуют по-видимому в пользу двойного вихря. Этот же факт был установлен некоторыми исследованиями, проведенными на гидравлических циклонах с красящим маркером [264]. Вероятно, реальный спектр вторичного потока представляет собой среднее между этими двумя схемами, как было графически показано Тер-Линденом [516] (рис. VI-10, в). [c.261]

ТУРБУЛЕНТНАЯ ДИФФУЗИЯ, распространение массы компонента смеси, теплоты, кол-ва движения в турбулентных потоках газа или жидкости в результате хаотич. движения вихрей разл. размера. Для описания турбулентного переноса в-ва используют коэф. Т. д. Ем (в м /с), определяемый из соотношения [c.601]

МАССООБМЕН, необратимый перенос массы компонента смеси в пределах одной или неск. фаз. Осуществляется в результате хаотич. движения молекул (мол. диффузия), макроскопич. движения всей среды (конвективный перенос), а в турбулентных потоках-также в результате хаотич. движения вихрей разл. размера. М. включает массоотдачу (перенос в-ва от границы раздела в глубь фазы) имассопе-редачу (перенос в-ва из одной фазы в другую через пов-сть раздела фаз). Различают эквимолярный М. (напр., ректификация), при к-ром через пов-сть раздела фаз в противоположных направлениях переносится одинаковое кол-во компонентов, и веэквимолярный (напр., абсорбция). [c.653]

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]

Газовые смеси, компоненты которых различаются по молекулярной или атомной массе, например смесь изотопов, можно разделить на составляющие компоненты в соответствии с молекулярной или атомной массой, если на смесь воздействует центробежная сила, приложенная к конусообразному вихрй( с наибольшим диа- [c.163]

Основные положения модели обновления поверхности контакта фаз неоднократно рассматривались и уточнялись многими исследователями. По Хигби [6], все вихри имеют одинаковое время пребывания на поверхности, что соответствует поршневому движению частиц потока. Данквертс [7] принимает случайный, вероятностный характер изменения времени пребывания частиц жидкости на поверхности контакта фаз с экспоненциальной функцией распределения, соответствующей полному перемешиванию. Нерлмуттер [8] использует для указанной функции распределения промежуточный вид. Кишиневский [9] считает, что массопередача в элементарном объеме жидкости между периодами обновления поверхности осуществляется не только молекулярной, но и турбулентной диффузией. По Рукенштейну [10], обновление поверхности контакта фаз происходит под действием сил вязкого трения. Тур и Марчелло [11] показали, что при малом времени обновления массопередача протекает стационарно, а при достаточно длительном времени пребывания элементарных объемов на поверхности контакта фаз — нестационарно с постоянным градиентом концентраций компонента в слое. [c.76]

Предположение о существовании внутреннего диффузионного пограничного слоя на границе пузыря противоречит физической картине течения. На границе пузыря нормальная компонента скорости жидкости не обращается в нуль (и не мала по сравнению с касательной компонентой), как следует из [21], поэтому во всей рассматриваемой области течения, в том числе и на границе пузыря, диффузионный перенос незначителен по сравнению с конвективным. В частности, на границе пузыря нормальный к ней конвективный перенос значительно превышает диффузионный. Утверждение авторов о том, что внутри пузыря в псевдоожиженном слое ноле течения аналогично вихрю Хилла (т. е. скорость жидкости на границе пузыря касательна к ней), противоречит пх собственным экспериментальным результатам [10, 22]. [c.123]

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]