Вихри циркуляция

При очень малых значениях критерий Рейнольдса (Ксц < 1), т. е. при низких частотах вращения мешалки небольшого диаметра в высоковязкой жидкости, преобладающее влияние на формирование потока будут оказывать силы вязкости. Очевидно, что при весьма малых значениях центробежной силы меридиональное течение, обусловленное радиальным потоком жидкости, стекающей с лопастей мешалки, т. е. вынужденная циркуляция, возникнуть не может. Тем не менее, даже в этих условиях движение перемешиваемой жидкости не будет чисто вращательным. Элементы массы вращающейся жидкости по инерции стремятся к стенке сосуда, и это движение (в силу неразрывности потока) будет вызывать перемещение поверхностного и придонного слоев жидкости от периферии к центру, т. е. будет вызывать меридиональное течение. В результате неизбежно возникает устойчивая пара кольцевых вихрей. Циркуляция, обусловленная действием силы инерции, в отличие от циркуляции, причиной которой является центробежная сила, называется свободной. [c.265]

Очевидно, что при весьма малых значениях центробежной силы меридиональное течение, обусловленное радиальным потоком жидкости, стекающей с лопастей мешалки, т. е. вынужденная циркуляция, возникнуть не может. Тем не менее, даже в этих условиях движение перемешиваемой жидкости не будет чисто вращательным. Элементы массы вращающейся жидкости по инерции стремятся к стенке сосуда, и это движение (в силу неразрывности потока) будет вызывать перемещение поверхностного и придонного слоев жидкости от периферии к центру, т. е. будет вызывать меридиональное течение. В результате неизбежно возникает устойчивая пара кольцевых вихрей. Циркуляция, обусловленная действием силы инерции, в отличие от циркуляции, причиной которой является центробежная сила, называется свободной. [c.247]

Из этого следует, что циркуляция по контуру равна сумме циркуляций вихрей, заключенных внутри рассматриваемого контура. Она не зависит от формы контура, если в нем заключаются одни и те же вихри. Для всех контуров, внутри которых нет вихрей, циркуляция равна нулю. [c.32]

Результаты ряда работ [2, 43, 44] свидетельствуют об отклонении (в сторону завышения) экспериментальных значений коэффициентов продольного перемешивания и рециркуляции для колонн малых диаметров (Dk IOO мм) от значений, соответствующих эмпирическим уравнениям, полученным для колонн больших диаметров. Можно предположить, что в колоннах больших диаметров (Z)k>100 мм) циркуляция жидкости между секциями в основном вызывается перемещением турбулентных вихрей из секции в секцию вследствие турбулентной диффузии. В колоннах же малых диаметров из-за маленькой ширины сек- [c.166]

Авторы работы [199] отмечают сложный циркуляционный характер движения жидкости в барботажных колоннах. Скорость ее в сечении колонны меняется, причем центр восходящего потока может менять положение, блуждая в поперечном сечении. На крупномасштабную циркуляцию (размер высоты слоя) накладываются вихри меньшего масштаба (порядка диаметра аппарата), что приводит к радиальному обмену между областями с различными скоростями. Сочетание поперечных неравномерностей и обмена определяет влияние размера аппарата на интенсивность продольного перемешивания. [c.200]

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]

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]

Уравнение (II, 76) формулирует теорему Жуковского о подъемной силе подъемная сила, возникающая вследствие циркуляции вихрей, перпендикулярная к оси потока, движущегося в бесконечности со скоростью хй), равна плотности жидкости, помноженной на циркуляцию, на скорость потока и на длину цилиндра. [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]

Перенос тепла при такой структуре следует ожидать не за счет обычной турбулентности, которая приводила бы только к перемешиванию, а за счет хорошо организованной вихревой циркуляции. При расширении в осевом направлении ленточная струя, когда h b, может выродиться — раздвоиться в вихри с лево- и правосторонним вращением частиц. Видимо, это несколько иные вихри, чем вихри Тейлора-Гертлера. Хотелось бы еще раз подчеркнуть, что именно в вихревой трубе мы можем иметь описанную структуру, поскольку здесь [c.49]

На основании теории вихревого движения можно принять, что в сравнимых точках турбулентного потока, не ограниченного твердой стенкой, возникают вихри равной величины с одинаковыми скоростями циркуляции. Поскольку массообмен происходит на свободных поверхностях фаз и допускается турбулентная природа обмена, то перепад давления в двухфазной системе, который характеризует интенсивность образования вихрей, должен быть взят с учетом лишь той энергии, которая затрачивается на взаимодействие между потоками. [c.148]

Рис. 2.11. К определению связи меж- Рис. 2.12. К определению завихрен-ду вихрем и циркуляцией ности в полярных координатах

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]

В зоне динамического течения жидкости частицы движутся по спиральным траекториям от стеики 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 перемещаются во всех направлениях. [c.278]

Радиус / о вихря является основным параметром процесса перемешивания, так как он устанавливает границу областей двух видов движения (вихревого и невихревого) и позволяет определить интенсивность циркуляции вращающегося потока жидкости. Рассчитывают R , из условия, что при установившемся вращательном движении потока объем жидкости, вытесненной из центральной части воронки иод статическим уровнем, равен объему жидкости, перемещенной к стенке сосуда и расположенной над статическим уровнем [c.281]

Т. е. в этом случае циркуляция по некоторому контуру равна удвоенному произведению величины вихря на площадь, охватываемую контуром. [c.105]

Предположим далее, что движение является установившимся и безвихревым ((о = 0). В этом случае циркуляция по любому неподвижному контуру равна пулю ). Последнее заключение, однако, верно лишь в том случае, если внутри неподвижного контура находятся только частицы жидкости, совершающие безвихревое движение. Циркуляция но неподвижному замкнутому контуру отлична от нуля, если контур охватывает область, внутри которой находится, например, одиночный вихрь ) или обтекаемое тело. [c.105]

Таким образом, мы видим, что возникновение циркуляции всегда связано с образованием вихрей в потоке жидкости или газа. [c.105]

Рассмотрим теперь некоторые простейшие примеры движения жидкости, которые позволяют выяснить физический смысл понятий вихря и циркуляции. [c.105]

В гидродинамике доказывается для весьма широкого класса практически важных движений, что и в случае неустановившегося движения циркуляция по замкнутому контуру постоянна, однако в этом случае рассматривается так называемый жидкий контур, т. е. контур, состоящий из одних и тех же частиц. Последнее утверждение называется теоремой Томпсона. Из этой теоремы следует, что если некоторая масса жидкости в начальный момент времени имела безвихревое движение или покоилась, то и впредь в этой части жидкости не возникает вихрей, о чем уже упоминалось выше (см. также учебник Н. Я. Фабриканта, цитированный выше, в первой сноске). [c.105]

Это равенство иллюстрирует теорему Стокса (106) в данном случае циркуляция по окружности равна удвоенному произведению постоянной величины вихря ш на площадь круга. [c.106]

При го->-0 ядро переходит в точку. Эту точку называют точечным изолированным вихрем. Поэтому безвихревое циркуляционное движение можно связать с точечным вихрем последний индуцирует в каждой точке плоскости скорость, перпендикулярную к отрезку, соединяющему эту точку с вихрем, и равную по величине Г/2яг, где г — длина указанного отрезка, т. е. индуцирует безвихревое движение с циркуляцией Г. [c.107]

Для получения циркуляционного обтекания окружности наложим на рассмотренный выше поток чисто циркуляционное течение от единичного вихря, поместив его в начало координат, т. е. в центр окружности. Скорость, индуцированная точечным вихрем с циркуляцией Г, по величине равна Г/(2яг) и направлена всегда по нормали к радиусу-вектору. [c.21]

Рассмотрим теперь другой крайний случай обтекания крыла — чисто циркуляционное обтекание. Под чисто циркуляционным течением будем понимать течение, обусловленное только наличием циркуляции вокруг профиля при отсутствии набегающего потока, когда 71 = О, Г 0. Примером чисто циркуляционного течения является рассмотренное в гл. II круговое течение, ноле скоростей которого вызвано одиночным вихрем. В случае чисто циркуляционного течения отсутствуют передняя и задняя критические точки, и линии тока представляют собой замкнутые кривые, огибающие профиль. Такое течение независимо от значения циркуляции требует наличия бесконечной скорости в точке, лежащей на задней кромке профиля и, следовательно, так же как бесциркуляционное течение, не может быть реализовано без отрыва потока. [c.23]

Итак, начальный вихрь, срывающийся с задней кромки крыла, вызывает возникновение циркуляции вокруг крыла, которая [c.24]

Рис. 10.73. Аэродинамическая схема крыла конечного размаха с П-образным вихрем постоянной циркуляции

Рис. 10.74. Схема 11-образных вихрей для крыла с переменной циркуляцией по размаху

Если циркуляция вокруг крыла постоянна, то такое крыло конечного размаха можно заменить П-образным вихрем. В действительности циркуляция по крылу конечного размаха обычно изменяется, и в общем случае крыло можно заменить системой из бесконечного числа П-образных вихрей, образующих непрерывную вихревую пелену (рис. 10.74), которая, как показывают [c.99]

Схема струйной мельницы с вертикальной трубчатой камерой представлена на рис. 2.31. Сжатый газ (воздух, перегретый пар) под давлением 0,8...1,2 МПа поступает по трубопроводу 8 в коллектор 10, и далее через систему сопел II — в нижнюю часть помольно-разделительной камеры. Сопла располагаются в два ряда попарно таким образом, что каждая пара струй пересекается друг с другом а вертикальной плоскости на некотором удалении от противоположной стенки трубы. Кроме того, сопла скашиваются в вертикальной плоскости на определенный угол, чтобы вызвать циркуляцию газа, находящегося в камере. Измельчение производится в результате столкновения частичек в точках пересечения струй друг с другом и в вихрях, возникающих между ними. [c.55]

Однако соответствующим сочетанием втекающих струй и профиля камеры можно локализовать вихревые движения газа в определенной части топочного объема, сделать их в той или иной степени управляемыми и заставить нести активную служебную роль в общем процессе. Примеры этого приводились ранее. В факельных процессах такие вихри садятся около корня факела, образуя обратные токи высокотемпературного газа сгорания, который, примешиваясь к эжектирующей его струе первичной смеси, обеспечивает ей начальную газификацию и своевременное воспламенение. В другом случае, при двойных очагах горения, вихревое движение может быть использовано для обеспечения многократной циркуляции сравнительно крупных твердых или жидких частиц топлива. [c.176]

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]

Если в точке С (см. рис. 67) будет нахо-. я второй вихрь с иро-тивоположно наиравлеиной циркуляцией Гз, то схему взаимодействия двух вихрей можно представить рис. 68. Приняв длину элементарных отрезков вихрей 1 = 2т.а и расстояние между двумя вихрями А = а при О 90°, па основании уравнения (И, 68) получим, что одни вихрь будет возбуждать перемещение второго со скоростью [c.109]

Урапнспие (II, 75) иредставляет собой математическое выражение теоремы Н. Е. Жуковского количество движения, сообищемое безграничной массе жидкости двумя параллельными между собой, прямолинейными и непрерывными вихревыми слоями конечной ширины, одинакового напряжения и противоположного вращения, равно плотности жидкости, умноженной на циркуляцию вихрей, расстояние между слоями и на их ширину. [c.111]

Ю.А. Кныш предлагает рассматривать турбулентный вихрь как автономную динамичную систему, с присущими ему свойствами элементарного потенциального вихря, подчиняющегося законам сохранения энергии, неразрывности и циркуляции. Для определенности элементарный вихрь представим себе в виде замкнутого тороидального кольца. В момент образования такой вихрь аккумулирует в себе некоторый запас кинетической энергии . Предполагается образование турбулентных вихрей на границе раздела вынужденного и свободного вихрей. Образовавшиеся турбулентные вихри диффундируют к центру и к периферии под влиянием сил взаимодействия друг с другом и основным потоком. В периферийной области такой вихрь сжимается, угловая скорость его вращения увеличивается. В результате работы сил вязкости энергия вращения вихря превращается в тепло. В осевой области турбулентный вихрь увеличивается в размерах, угловая скорость его вращения падает. Вихрь разрушается и передает свою энергию окружающему газу, что объясняет и квазитвердое вращение потока. [c.24]

Чтобы вьшснить связь между понятиями вихря и циркуляции скорости, преобразуем подынтегральное выражение в формуле (102). Рассмотрим элементарную площадку MKNR, ограниченную координатными линиями МК, МВ и ВМ, KN (рис. 2.14). [c.103]

Полученный результат и выражает искомую связь между вихрем скорости и циркуляцией ). Если величина вихря одинакова во всех точках ш = < о = onst, то [c.105]

Как нетрудно показать, циркуляция по. июбому замкнутому контуру, не охватывающему ядро, равна нулю, т. е. ядро играет роль вихря. [c.107]

В заключение отметим, что наличие областей замкнутой циркуляции за каплями цепочки ослабляет затормаживающее влияние диффузионных следов. Это происходит вследствие существенного насыщения концентрации в следе в е-окрестности особой поверхности — границы стационарного вихря за каплей. В отличие от диффузионного следа, расположенного в окрестности изолированной особой линии тока, в окрестности границы области замкнутой циркуляции отсутствует конвективно-погранслойная область диффузионного следа, в которой концентрация переносилась бы без изменений вдоль линий (поверхностей) тока. При этом следует учитывать, что при наличии в цепочке областей замкнутой циркуляции за каплями интенсификация массопереноса к цепочке происходит не только благодаря влиянию диффузионных погранслоев и следов капель, но и вследствие увеличения скорости жидкости вблизи поверхностей капель по сравнению со случаем обтекания без застойных зон. [c.77]

Л - циркуляций и ордината центра вюцм, опре- двляемые из аэродинамического расчёта > угол отклонения максимальной точки подъёма от ординаты центра вихря. [c.13]

ЧТО особенно существенно для подъемной части вихря, вздымающего топливо вверх. Циркуляционное движение несущего вихря заставляет и частицы топлива циркулировать по локализированному контуру выделенного для этого топочного объема столько раз, сколько нужно для их газификации и сгорания. Так как при циркуляции топлива развив ается соответствующий центробежный эффект, который заставляет частицы стремиться выброситься из потока, то необходимо придавать вихревой камере обтекаемый профиль по крайней мере в нижней ее части, где могут скапливаться наиболее крупные частицы и шлак. Направление дутья и ра спределение скоростей в дутьевой струе должны быть такими, чтобы обеспечивалось бесперебойное смывание даже наименее парусных частиц с нижней поверхности камеры. Еще лучше придать вихревой камере полностью внутр И обтекаемую форму, так как при этом можно дости1гнуть наилучшего использования топочного объема. [c.147]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология