Вихри поверхность

По условию параллельности вектора вихря поверхности лопасти F имеем [c.43]

Поперечный перенос вихрей в потоках при определенных гидродинамических условиях Приводит к возникновению на границе раздела фаз градиента давлений, приводящего к пересечению изобарических и изостерических поверхностей, что делает поверхность раздела фаз неустойчивой, размываемой в вихри. Поверхность фазового контакта непрерывно интенсивно обновляется. Турбулентность, которая возникает на границе раздела фаз и распространяется в фазы при их спонтанной инверсии, определена нами как развитая свободная турбулентность [6]. Интересно отметить, что явления спонтанного изменения поверхности раздела фаз, взаимное проникновение вихрей в фазы, возникновение на границе раздела значительной турбулизации в процессах экстракции недавно наблюдались в специально проведенных опытах при сильном освещении для 40 исследованных случаев [4]. [c.340]

Из условия параллельности вектора вихря поверхности f при = О имеем [c.105]

Эти потери энергии в потоке возникают с каждым всплывающим вихрем. Поверхность вихря, на которую действуют силы, равняется 1и, число вихрей я. Применительно ко всему вихревому слою, находящемуся в трубе длиной I и диаметром йт, потери должны быть соответственно больше. Они [c.157]

Вероятность проникновения турбулентных вихрей к подвижной границе раздела, несомненно, должна возрастать с уменьшением поверхностного натяжения этой границы. Поэтому в системах с достаточно малым поверхностным натяжением не исключена возможность турбулизации слоев, непосредственно прилегающих к межфазной поверхности, особенно в случае противотока газа. [c.183]

Исследуем поведение вихря и скорости на поверхности сферической частицы. Эти величины для различных значений Ке и р приведены на рис 13 (угол в отсчитывается от лобовой критической точки). При изменении ат О цо °° дпя фиксированных значений Ке наблюдается падение скорости жидкости на поверхности сферы и одновременное [c.20]

На поверхности твердой сферы скорость жидкости обращается в нуль, и первый неисчезающий член ряда Тейлора определяется величиной вихря [c.197]

Если функция тока задана аналитически, то для нахождения критерия Шервуда можно пользоваться формулами (4.122), (4.123),предварительно определив значение вихря на поверхности сферы через линеаризованную функцию тока. Для течения, определяемого функцией тока (4.157) такие вычисления приводят к зависимости [c.215]

Замещение жидкости у поверхности свежей жидкостью основного состава может осуществляться, например, с помощью турбулентных пульсаций (вихрей), если принять, что их затухания с приближением к поверхности не происходит. С другой стороны, когда жидкость стекает по поверхности насадки, ее движение по каждому насадоч-ному элементу может рассматриваться как ничем не нарушаемое ламинарное течение, а в точках контакта элементов можно предполагать наличие полного смешения жидкости. В результате у верха каждого элемента насадки образуется свежая поверхность жидкости, которая абсорбирует газ при дальнейшем нисходящем движении с уменьшающейся скоростью вплоть до момента достижения сле- [c.103]

Пузыри находятся в движении, так что поток не является установившимся относительно неподвижного наблюдателя (или стенок аппарата). Если скорость пузыря превышает скорость движения газа в просветах невозмущенной непрерывной фазы, то возникает интересное и важное явление. Поле давлений заставляет газ входить в пузырь через дно. Выйдя через его крышу, газ поступает в непрерывную фазу, быстро текущую вниз вдоль боковой поверхности пузыря газ увлекается ею к основанию пузыря и снизу снова входит в пего. В результате возникает сферический вихрь газа (концентричный пузырю), который поднимается вместе с пузырем как обособленное газовое образование (облако циркуляции). Наличие этого облака значительно изменяет время контакта газа и твердых частиц, являясь важной причиной проскока газа через слой. [c.157]

В результате свободного проникания вихрей на границе двух фаз происходит эмульгирование жидкости в непрерывно изменяющемся направлении. В этой части системы отдельные порции жидкости представляют собою попеременно то сплошную фазу, то распыленную. Поверхность контакта фаз увеличивается благодаря эмульгированию. Количество энергии, необходимое для этих изменений, определяется коэффициентом / [c.77]

Поверхности раздела часто наблюдаются в действительности [1]. Достаточно небольшого случайного возмущения, чтобы вызвать быстрое искривление поверхности раздела, нарастание разностей скоростей в одних и, наоборот, уменьшение этих разностей в других местах. Это приводит к быстрому беспорядочному разрушению поверхности раздела на большое число вихрей — образованию вихревого слоя. [c.99]

Образование вихрей нри обтекании тел любой формы происходит потому, что возникают поверхности раздела. [c.100]

В области вихревой трубки вся масса жидкости будет получать от вихря скорость (рис. 69), которая будет максимальной на поверхности вихревой трубки радиусом Гд, а затем ио мере увеличения расстояния от оси скорости постепенно уменьшаются. Если будем иметь вихревую пару, то распределение скорости в поле действия этой нары будет таким, как показано на рис. 70. Под влиянием скорости движения, возбуждаемого вихрем, [c.109]

Поскольку вихри образуются в слоях с малыми скоростями (в слоях, расположенных близко к поверхности стенки), то, попадая в слои с большими скоростями, они будут тормозить движение этих слоев и, следовательно, уменьшать их скорость. Таким образом, вихри бу- [c.112]

Можно определить соотношение между подъемной силой вихря и силой сопротивления, испытываемой им при перемещении в жидкости [6]. Заменяя циркуляцию скорости (II, 76) работой силы на поверхности вихревого шнура диаметром й, получим [c.113]

Применительно ко всему вихревому слою с числом вихрей п и поверхностью вихря Id, находящемуся в трубе длиной 4 и диаметром потери напора будут пропорциональны площади F = nid и отношению -4-, [c.114]

В несколько ином варианте теории обновления, предложенном Данквертсом [18], механизм диффузии в элементе, находящемся в непосредственйом контакте с газом, предполагается чисто молекуляр 1ым. Кроме того, вводится понятие вероятности смены каждого элемента жидкости новым элементом (принесенным турбулентной пульсацией), или спектра времени пребывания жидких элементов на поверхности. Однако предложенный Данквертсом экспонендиаль-ный вид этого спектра, хотя и основан на разумном представлении о статистической независимости турбулентных вихрей, проникающих непосредственно на поверхность, во-первых, не учитывает того факта, что не все пульсации проникают на поверхность, и, во-вторых, содержит тот же самый неопределенный пара- м етр — период обновления Дт, к которому теперь уже добавляется второй неопределенный параметр, характеризующий спектр времени пребывания. Наиболее отчетливо смысл величины Дт выступает в работе Ханратти [19], в которой сделана попытка описать в рамках теории обновления Опытные данные по массооб-мену между турбулентным потоком и твердой стенкой. Это достигается путем использования Дт в качестве подгоночного параметра. Кроме того, Ханратти без всякого обоснования предлагает следующую обобщенную формулу для спектра времени пребывания Ф(т)йг = Л ехр (—T/At) dT, где т —время контакта, [c.173]

Понимая, что теория проницания в своем первоначальном виде непригодна для описания массообмена при турбулентном движении фаз, Коларж [29, 30] предпринял попытку связать время контакта т с характеристическими параметрами турбулентности в потоке, обтекающем твердую поверхность. Основной постулат теории Коларжа состоит в допущении, что перенос массы и тепла с твердой поверхности в объем лимитируется сопротивлением турбулентных пульсаций масштаба Яо, равного внутреннему масштабу турбулентности (т. е. такому критическому размеру турбулентных пульсаций, при котором начинают сказываться вязкие силы). Если предположить, что турбулентные вихри масштаба вплотную подходят к стенке и что перенос внутри таких вихрей осуществляться посредством нестационарной молекулярной диффузии, то для коэффициента массоотдачи получится выражение [c.175]

Известный шаг вперед по сравнению со всеми рассмотренными выше теориями представляет теория Харриота [31], хотя и она не дает адэкватного описания гидродинамической картины. Рассматривая массопередачу от твердой стеики к турбулентному потоку жидкости, Харриот исходит из представления о том, что не все турбулентные вихри, осуществляющие перенос растворенного вещества в глубь потока, могут проникать непосредственно на поверхность [c.175]

Возрастание Re и /и приводит к асимметричному распределению касательных сил по поверхности сферы. Однако это оказывает слабое влияние на картину течения внутри капли. Геометрия линий тока внутри катти даже при относительно больших значениях Re и /д мало отличается от адамаровского режима течения, определяемого вихрем Хилла Точка отрьгвз потока от твердой сферы может быть определена значением угла в, при котором касательное напряжение на поверхности обращается в нуль Это эквивалентно обращению в нуль вихря на поверхности При Re 100, например, зоне отрывного течения соответствует угол отрыва 124° В работе [28] на основании обработки экспериментальных данных отмечается, что угол отрыва потока от сферы в области Re <7S0 с погрешностью + 14 % можно коррелировать формулой 83 262 Re 2, [c.21]

Задача определения силы сопротивления, действующей на частицу в суспензии, сводится к задаче отыскания полей скоростей и давлений вокруг частицы, движущейся в замкнутой оболочке. Течение жидкости в ячейке должно удовлетворять уравнениям Навье-Стокса. Рещение в аналитическом виде удается получить только для двух предельных случаев режима ползущего движения, описываемого уравнениями Стокса, и инерционного режима движения, описываемого уравнениями идеальной несжимаемой жидкости. На поверхности частицы должно удовлетворятся обычное условие отсутствия скольжения, т. е. скорость движения жидкости должна быть равной средней скорости движения частицы. Условия на внещней границе ячейки, отражающие воздействие всего потока на выделенную ячейку, не могут быть определены однозначно, поскольку механизм этого воздействия недостаточно понятен. В основном используются три типа условий 1) предполагается, что возмущение скорости, вызванное наличием частицы в ячейке, исчезает на границе ячейки [105] 2) ставится условие непротекания жидкости через границу ячейки (обращается в нуль нормальная составляющая скорости) и предполагается отсутствие касательных напряжений на границе ячейки (модель свободной поверхности) [106] 3) условие непротекания жидкости сохраняется, но предполагается, что на границе ячейки обращаются в нуль не касательные напряжения, а вихрь [107]. [c.68]

Рассматривается конвективный массо- и теплоперенос при малых и средних значениях Ке для случаев обтекания частиц. Циркуляционное движение жидкости внутри капель играет существенную роль при расчете массопередачи в случае лимитирующего сопротивления дисперсной фазы. Для такого режима наблюдается нестационарный характер процесса массопередачи, что при больших значениях Ре приводит к зависимости критерия Шервуда или Нуссельта от критерия Фурье. Внешний массо- и теплообмен при больших Ре стационарен и описывается уравнениями диффузионного пограничного слоя. При исследовании решений этих уравнений показано, что для расчета величины массового потока достаточно знать распределение вихря по поверхности твердой сферы или касательной составляющей эрости по поверхности капли и газового пузырька. Обсуждены гранр цы применимости погранслойных решений при увеличении отношения вязкостей дисперсной и сплошной фаз. Общий случай соизмеримых фaJ0выx сопротивлений описан обобщенной циркуляционной моделью. Закономерности массо-и теплопереноса при лимитирующих сопротивлениях сплошной и дисперсной фаз и общий случай соизмеримых фазовых сопротивлений рассмотрены в разделах 4.2—4.4. [c.168]

Тур и Марчелло [231] рассматривали пленочную и пенетращюнную теории как крайние случаи процесса переноса, для которых в формулах коэффициента массоотдачи показатель степени при коэффициенте диффузии принимает предельные значения, равные 1 и 0,5, соответственно. Они считали, что в реальных условиях значения показателя степени могут колебаться между этими величинами. Предложенная ими пленочно-пенетрационная модель также основана на идее обновления поверхности турбулентными вихрями, но с более гибким учетом периода обновления. При малых временах пребывания вихря на поверхности процесс массопередачи нестационарен (пенетрационная теория), тогда как при больших временах успевает установиться постоянный градиент концентраций и наблюдается стационарный режим (пленочная теория). Для произвольных значений времен обновления модель учитьгеает оба механизма массопередачи — стационарный и нестационарный. Математическая формулировка пленочно-пенетрационной модели сводится к решению уравнения (4.12) при условии, что постоянное значение концентрации задается не на бесконечность, как в модели Хигби, а на конечном расстоянии от поверхности тела. Величина этого расстояния, как правило, неизвестна, и не указаны какие-либо надежные модели ее определения. [c.175]

Таким oб iaзoм, если известны распределения скорости жидкости по поверхности капли или вихря по поверхности твердой сферы, то коэффициент массопередачи можно вычислить посредством формул (4.119) и (4.122). Такие расчеты для Ре ЮО и / =0 0,333 1 и < проведены в работе [281]. Необходимые для определения критерия Шервуда коэффициенты и f, полученные путем интегрирования с помощью формул (4.120) и (4.123), можно найти на рис. 4.11. При Ке 1, подставив в (4.119) и (4.123) значения и о, соответствующие стоксовому режиму обтекания, получим для твердой сферы формулу (4.94), а для капли [c.200]

Ими показано, что при близком к захлебыванию режиме подвисания в аппарате создаются наиболее благоприятные условия массонередачи между жидкой и газовой фазой вследствие возрастания толщины жидкостной пленки на кольцах насадки, увеличения степени их смоченности и более равномерного распределения жидкости, а также вследствие изменения других условий, способствующих интенсивному массообмену (увеличение скорости газа, падение диффузионного сопротивления граничащего с газом слоя жидкостной пленки, возникновение волн и вихрей на ее поверхности и др.). [c.18]

В зоне динамического течения жидкости частицы движутся по спиральным траекториям от стенки сосуда к поверхности вихря и от поверхности вихря к стенкам сосуда. Кроме того, частицы жидкости перемещаются вдоль оси вращения мешалки. Типичные схемы потоков жидкости показаны на рис. 9.17. Эти потоки были выявлены в меридиональной плоскости, причем сама меридиональная плоскость вращалась вокруг оси мешалки. В зоне непосредственно у мешалки жидкость, отбрасываемая лопастью мешалки, движется к стенкам сосуда, часть ее поднимается, а другая — опускается соответственно по восходящим и нисходящим спиралям. Далее эти потоки замыкаются в области мешалки, образуя таким образом два циркуляционных контура в меридиональном сечении с радиусом центра вторичной циркуляции. Таким образом, меридиональное вторичное течение накладывается на окружное первичное течение, что приводит к образованию в аппаратах с мешалкой сложного трехмерного течения жидкости, при котором частицы обрабатываемой среды иеремеш,аются во всех направлениях. [c.278]

Артор не совсем точно излагает основные концепции, лежащие в основе модели Кинга, а также выводы в отношении характера зависимости от В а, вытекающие из нее. В основу модели положена возможность одновременного действия двух механизмов переноса вещества от свободной поверхности вглубь жидкости в турбулентном потоке. Один из них соответствует постепенному затуханию коэффициентов турбулентного обмена с приближением к межфазной границе. Этот механизм Кинг считает относящимся к вихрям сравнительно небольшого масштаба. Другой механизм связан с обновлением поверхности сравнительно крупными вихрями (их размер должен быть больше толщины слоя, в котором происходит затухание по первому механизму и где соответственно происходит основное изменение концентрации). Таким образом, модель Кинга, по существу, включает представления теорий пограничного диффузионного слоя (см. выше) и обновления поверхности (см. ниже). Что касается возможного характера зависимости от О а, то на основании собственных экспериментальных данных, полученных в ячейке с мешалкой и в насадочной колонне и анализа результатов, полученных другими исследователями, Кинг приходит к выводу о более узком интервале практически возможного изменения показателя степени при Оа от 0,5 до 0,75. Прим. пер. [c.102]

Харриотом предложена модификация этой модели, в которой принято, что периодическое замещение жидкости до определенной глубины производится вихрями, причем частоты замещения и расстояния от поверхности, на которые проникают вихри, подчиняются закону случайного распределения. Эта модель вновь требует двух параметров для выражения [c.103]

Фортеску и Пирсон решили уравнения диффузии от поверхности в объем жидкости с упорядоченной системой вихрей. В некоторых случаях (например, для русловых потоков) размер и скорость вихрей, а следовательно, и величина могут быть найдены на основании макрохарактеристик системы. [c.106]

D а V i е S J. Т., Ргос. Roy. So ., А290, 515 (1966). Влияние поверхностных пленок на гашение вихрей у поверхности турбулентной жидкости. [c.280]

Весьма важным для установления границ аналогии является характер движения частиц в нсевдоожиженном слое. В термостатированной капельной жидкости ее состояние определяется пульсационным движением молекул. В однородном псевдоожиженном слое механизм диффузии твердых частиц подобен молекулярному . При псевдоожижении газом твердые частицы также совершают нульсационные перемещения , но с увеличением скорости газа начинает доминировать движение не отдельных частиц, а их агрегатов > , что аналогично движению турбулентных вихрей в капельной жидкости. Вихревой механизм переноса в нсевдоожиженном слое обусловлен движением газовых пузырей и граничными эффектами. Вблизи поверхностей и деталей (даже в отсутствие пузырей) нарушается равномерность распределения скоростей ожижающего агента и возникает направленная циркуляция твердого материала, аналогично конвективным токам в нетермостатированном сосуде с капельной жидкостью. Следует подчеркнуть, что граничные эффекты в псевдоожиженном слое выражены резче, чем в капельной жидкости. [c.495]

Из теории турбулентности известно [25], что перенос взвешенных в потоке частиц осуществляется главным образом крупномасштабными вихревыми образованиями, присущими турбулентному потоку. Величина образований обусловлена порядком размера потока и поэтому перенос частиц осуществляется по всей глубине потока. Крупные вихри (крупномасштабная турбулентность) захватывают и переносят взвешенные частицы различных размеров. При отсутствии центробежных сил (на поворотах, ответвлениях и т. п.), а также специфических особенностей пылегазовой смеси (уплотнение пыли в местах поворота, залипание ее на поверхностях, комкование и 1. д.), поля концентрации (запыленности) должны меняться незначительно в сравнительно широком диапазоне изменения скоростей и размеров частиц и при сравнительно небольших концентрациях (хд < < 0,3 кг/кг) и мало влияют на характер полей скоростей всего потока. Это подтверждается опытами ряда исследователей [45]. (Вопросы осаждения аэрозольных частиц на стенках сравнительно длинных труб и каналов в соответствии с миграционной теорией осаждения [97 ] здесь не рассматривается.) В проведенных опытах [45] изучалось распределение концентрации (х, кг/кг) и плотности пылевого потока [ , кг/(м -с) ] в рабочей камере модели аппарата при различных условиях подвода и раздачи потока по сечению. Для запыливаиия потока воздуха применялась зола тощего угля с фракционным составом, приведенным ниже, и плотностью р = = 2,16 г/см . [c.312]

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]

В механических и гидромеханических процессах целенаправленно проводят разделение твердых тел и неоднородных систем, измельчение и диспергирование, смешение и образование неоднородных систем и т.п. Для интенсификации подобных процессов требуется активное вмешательство в движение отдельных элементов жидкостей и твердых тел. Для этого необ содимо управление полями скоростей и напряжений в заданных пространственно-временных масштабах как в элементах объема, так и на ограничивающих поверхностях. Таким образом, в общем случае интенсификация механических и гидромеханических процессов связана с задачей создания управляемых течений в многофазных гетерогенных системах и динамических полей напряжения в твердых телах. В частности, такие задачи могут решаться специальными приемами генерации вихрей, колебательных потоков, дислокаций и тому подобных структур с необходимой интенсивностью и распределением в пространстве и времени. [c.18]

Пренмуществеииое влияние того или иного механизма определяет ся гидродинамической обстановкой процесса. Механизм переноса в пре делах каждой фазы непосредственно связан с гидродинамикой одно фазного потока, механизм же переноса через поверхность раздела фаз — с гидродинамикой двухфазного потока. Поэтому прн макропереносе вещества важное значение приобретает вихревое движение жидкости, так как вихри являются переносчиками энергии и вещества в потоке. Анализ вихревого движения жидкости объясняет механизм перемещения частиц и многие факты, наблюдаемые в процессах переноса массы. [c.90]

Прн истечении жидкости через круглое отверстие с острыми краями в плоской стейке (рис. 61) возникает поверхность раздела, которая начинает закручиваться и образует вихревое кольцо, увлекаемое струей жидко- сти. Такие вихри возникают в тарельчатых аппаратах при истечении газа или жидкости [c.101]