Скорость вызываемая вихрем

Вязко-пластичные свойства, а также явления частичного осаждения осадка в трубах при малых скоростях вызывают при движении осадков по трубам большие сопротивления, чем при движении воды. При больших скоростях и явно турбулентном режиме вязко-пластичные свойства осадков содействуют затуханию вихрей, зародившихся в пограничном слое, а также уменьшению шероховатости стенок труб сопротивление осадков в этом случае становится меньшим по сравнению с сопротивлением при движении воды. [c.8]

Влияние другого безразмерного параметра — числа Рейнольдса частицы Rep, определяемого по осредненной относительной скорости между фазами, на взаимодействие дисперсной примеси и турбулентно сти несущего газа изучено в [35, 36]. Используя данные [33], было предположено, что крупные частицы Rep > 400) вызывают вихри за собой, дестабилизирующие течение и трансформирующие энергию осредненного движения в высокочастотные составляющие энергетического спектра турбулентности. Мелкие же частицы Rep < 110) преимущественно подавляют энергию турбулентно сти, расходуя ее на собственное ускорение (вовлечение в пульсационное движение). Что касается частиц средних размеров (110 < Rep < 400), то они будут оказывать смешанное влияние на турбулентность. [c.114]

Поле скоростей, вызываемое вихрями. Наличие в жидкости вихрей вызывает появление в ней добавочных скоростей, что приводит к увеличению переноса субстанции и существенно влияет на природу процессов массообмена. [c.149]

Взаимодействующие потоки в секционированных колоннах с вращающимися мешалками характеризуются развитой турбулентностью, так что каждая секция близка к ячейке идеального перемешивания. Рециркуляционные потоки между секциями, приводящие к обратному переносу частиц по высоте колонны, вызываются неупорядоченным перемещением вихрей (турбулентных пульсаций) через отверстия в секционирующих перегородках. Объемная скорость межсекционных рециркуляционных потоков <й (м /ч) соответствует количеству вещества, переносимого всеми вихрями из одной секции в другую за единицу времени. [c.150]

Аппараты с продольным перемешиванием. Перемешивание в потоке может иметь место даже в тех случаях, когда в аппарате нет специального перемешивающего устройства. Перемешивание может быть вызвано встречными диффузионными потоками, различием скорости движения вещества в разных точках поперечного сечения конвекционного потока, появлением турбулентных вихрей . Так как строгий теоретический расчет всех эффектов в отдельности довольно сложен, принимается, что отклонение от потока идеального вытеснения вызывается встречным потоком, описываемым теми же соотношениями, что и диффузионный, но величина заменяется эффективной величиной — коэффициентом продольного перемешивания /),х- [c.99]

Так как вихри вызывают появление в жидкости добавочных скоростей, то эти скорости, в свою очередь, сообщают жидкой массе количество движения, определяемое уравнением Жуковского [c.110]

Таким образом, движение среды (обладающей вязкостью) по искривленному каналу характеризуется следующими явлениями а) неравномерностью полей скоростей и давлений в поперечных сечениях б) появлением местных диффузорных течений и срывных зон в) появлением вторичных токов в виде парных вихрей. Все эти явления вызывают увеличение потерь. Эти явления сказываются тем более резко, чем больше неравномерность профиля скоростей на входе в криволинейный участок канала. [c.25]

Вблизи боковых стенок в пограничном слое скорость, а вместе с ней и центробежная сила уменьшаются до нуля. В этих слоях под влиянием разности давления среда устремляется от периферии к центральной части. За счет этих масс, перетекающих у стенок от периферии к центру, в средней части канала образуется течение в обратном направлении — из центральной части к периферии. Появляется так называемый парный вихрь в меридиональной плоскости, который вызывает дополнительные потери. Влияние этих явлений на суммарную характеристику концевой ступени пока не изучено. Следует полагать, что это влияние может быть различным в зависимости от общего уровня скоростей и от конструктивных особенностей улитки. [c.240]

В трубчатых теплообменниках широко применяются перегородки, подобные тем, которые используются в кожухотрубных теплообменниках (см. рис. 2.2) [9]. Они имеют двоякое назначение дистанционирование труб и регулирование направления потока. Подобные перегородки с успехом применяются для разделения труб в кожухотрубных теплообменниках с жидким теплоносителем. Вибрация труб в большинстве случаев не вызывает осложнений, поскольку относительно тяжелые и вязкие жидкости обеспечивают демпфирование колебаний. Однако в установках, где газы проходят в межтрубном пространстве по перекрестноточной схеме с большой скоростью, вибрация труб, аналогичная колебаниям проволоки на ветру, вызываемым вихрями Кармана, может привести к отрыву труб. Все это является причиной износа и повреждения поверхности труб на многих агрегатах, что может привести к образованию отверстий в стенках трубы. Указанная проблема подробнее разобрана в гл. 7. [c.36]

Прн турбулентном течении движение частиц вызывается, главным образом, большими вихрями, в то время как основные потери на внутреннее трение происходят в ма.тых вихрях. Кинетическая энергия больших вихрей передается малым вихрям, где и расходуется на преодоление сил внутреннего трения. Этот переход идет разными путями с различной скоростью, так что можно говорить о независимости малых вихрей друг от друга и от главного течения в жидкости. Важно лишь общее количество кинетической энергии, полученное ими. Потери этой энергии в единице массы малого вихря ю, вязкость т), плотность р — таковы основные характеристики малого вихря, принимаемого как независимое целое в статистическом рассмотрении. По Колмогорову, в вихре на единицу длины поглощается энергия [c.42]

При распространении двух коаксиальных струй (центральной и кольцевой) образуются два циркуляционных вихря по обе стороны от центральной струи (рис. 2-13). Увеличение отношения скорости кольцевой струи к скорости центральной струи вызывает [c.33]

Последующее интенсивное перемешивание частиц вызывает дробление этих вихрей и постепенное их затухание в основном потоке. При этом уменьшается неравномерность скоростей, возникшая на участке расширения струи, и происходит стабилизация потока, которая в основном завершается на длине, равной примерно десяти диаметрам трубопровода. [c.140]

Если увеличивать плотность орошения и скорость газа, то начинает сказываться тормозящее действие пара на стекание жидкости, т. е. возникает промежуточный режим. В этом режиме сплошной фазой остается паровая, но пар, затормаживаемый жидкостью, образует вихри, благодаря чему увеличивается эффективность массопередачи. При дальнейшем увеличении скорости пара возникает турбулентный режим. При этом пар препятствует свободному стеканию жидкости и вызывает задержку (подвисание) жидкости в насадке стекающая жидкость сильно турбулизирована в паровом потоке образуются вихри, однако течение жидкости все еще сохраняет струйно-пленочный характер, а сплошной фазой остается паровая. [c.46]

Для более полного использования возможностей, таящихся в закрученных потоках, следует сделать значительный скачок в область больших скоростей вращения потока, при которых развиваются сильные центробежные эффекты, заставляющие частицы с большой массой отбрасываться от центра к окружности, т. е. двигаться не только в направлении движения самого потока, но и поперек него. Такое движение несущей газовой среды создает значительное уплотнение молекул у стенок камеры вращения и соответствующее разрежение их в центре вращения. Возникающая разность давлений вызывает появление обратного вихря, движущегося в направлении, обратном движению основного закрученного потока. Явление это подобно движению воды в речных омутах или смерчевому движению закрученной части воздушной атмосферы. Так же как в омуте, обратный сердцевинный вихрь оказывает на все попадающие в его область тела всасывающее воздействие, а основной вращающийся поток — воздействие выталкивающее. Все эти эффекты, если они достаточно развиты, приводят к резкому усилению газообмена на поверхности частиц и при высоких температурах способствуют ускорению газовыделения и смесеобразования. [c.194]

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]

Эти вторичные осредненные течения вызывают в пограничном слое значительный перенос количества движения в поперечном направлении. В результате существенно изменяется основное осредненное течение. Продолжим анализ данных, представленных на рис. 11.3.2, а. Линии тока были получены для условий течения в точке В (рис. 11.2.1) она в соответствии с результатами экспериментов расположена непосредственно перед началом области перехода. При Ъг= 2п- - )п нижний вихрь переносит жидкость с высокой продольной составляющей количества движения из внутренней части пограничного слоя во внешнюю, низкоскоростную область течения. Одновременно в той же плоскости 2 верхний вихрь, вращающийся в противоположном направлении, переносит низконапорную жидкость из дальнего поля течения в область пограничного слоя. В результате действия этого механизма внешняя часть профиля средней скорости становится более крутой в плоскостях 02= (2п + 1)л и более пологой при 02 = 2ш. [c.29]

Точка А расположена при том же самом значении О, что и точка В, но вне траектории возмущения, обладающего большой скоростью усиления. Результаты расчетов для них сильно различаются. В течении, которое соответствует точке А, возникает система из одного ряда продольных вихрей. Она вызывает периодическое увеличение и уменьшение толщины пограничного слоя вдоль оси 2. Однако при этом, по-видимому, не происходит значительного повышения крутизны профиля продольной составляющей средней скорости. Профиль просто смещается к стенке или от нее, сохраняя свою первоначальную форму. Такие изменения не должны заметно влиять на рост возмущений. Более полный количественный анализ такого механизма процесса перехода можно найти в работах [2, 3]. [c.30]

Была измерена поперечная составляющая скорости вторичного осредненного течения W. Из-за ее малой величины и высокого уровня шума аппаратуры не удалось получить данные № всей области измерений. Однако те результаты измерений W, которые были получены, хорошо согласуются с профилями, приведенными на рис. 11.3.4. Они подтверждают существование продольных вихрей. Таким образом, двойной ряд продольных вихрей, наблюдавшийся при искусственных возмущениях [27], возникает и при воздействии на течение естественных возмущений. Следовательно, и в этом случае нелинейные механизмы процесса перехода вызывают соответствующую деформацию среднего течения. [c.37]

Турбулентное течение. Течение в трубе перейдет из ламинарного в турбулентное, когда скорость потока превысит определенное критическое значение. Вместо плавного скольжения слоев воды друг относительно друга в потоке возникают локальные изменения скорости и направления перемещения частичек при сохранении общего направления течения параллельно оси трубы. Ламинарный поток можно сравнить с рекой, плавно текущей по равнине, а турбулентный — со стремнинами, когда взаимодействие потока с неровностями дна вызывает образование вихрей и местных токов. [c.23]

Рассмотрим механизм возникновения циркуляции скорости при обтекании потенциальным потоком жидкости аэродинамического профиля (рис. 1-5). При асимметричном обтекании профиля в кормовой части встречаются два потока, имеющие различные скорости обтекания. Поверхность, которая условно делит эти два потока, называется поверхностью раздела (на рис. 1.5, а линия с ). Вследствие неустойчивости поверхность раздела распадается, сворачиваясь в вихрь (рис. 1.5,6). Так как поток потенциальный, то сумма вихрей, образующаяся в потоке, должна обеспечить в нем нулевую циркуляцию скорости по любому замкнутому контуру, не охватывающему обтекаемое тело. Поэтому оторвавшийся от профиля вихрь вызывает вокруг него циркуляцию скорости, равную по абсолютному значению своей циркуляции, но противоположно направленную. С циркуляцией тесно связано возникновение подъемной силы. Как видно из рис. 1.5, в, при сложении циркуляционного и потенциального потоков скорость последнего над профилем увеличивается, а под профилем — уменьшается. В соответствии с уравнением Д. Бернулли давление [c.19]

Образовавшиеся в турбулентном потоке жидкости вихри накладываются своими скоростями на скорость основного потока, что вызывает мгновенное изменение скорости в точке. Отклонение мгновенного значения скорости в данной точке потока от ее среднего по времени значения называют пульсацией и обозначают г. С количественной стороны турбулентный режим отличается от ламинарного частотой пульсаций. Па рис. 1.37 показана запись отклонений скорости, сделанная осциллографом, соединенным с насадкой для измерения местной скорости V в ламинарном и турбулентном потоке. [c.53]

Увеличение коэффициента сопротивления изогнутого канала с развитием профиля скорости, т. е. с утолщением пограничного слоя, вызывается, очевидно, влиянием последнего как на усиление отрыва потока от стенок, так и на образование и развитие вторичных токов (парного вихря). [c.257]

Во-вторых, разность давлений между лицевой стороной профиля и тыльной стороной соседнего профиля вызывает движение жидкости вблизи стенки от лицевой стороны к тыльной стороне соседнего профиля. Это вторичное течение происходит вблизи торцовых стенок, где скорости малы, и поэтому градиент давления не может быть уравновешен действием центробежных сил,, возникающих при повороте потока в межлопастных каналах. В результате такого вторичного течения вблизи торцовых стенок образуются вихревые движения (рис. 4.18). Направления движения этих парных вихрей противоположны. [c.117]

Вращение потока вызывает вихревое движение. Тип вихря зависит от распределения скоростей и давлений он может быть установлен исходя из уравнения Эйлера. Рассмотрим сначала для простоты радиальное рабочее колесо, к которому жидкость подходит без предварительного закручивания. [c.60]

В движущемся потоке имеются три основные причины, вызывающие турбулентные вихревые течения. Быстрый поток вдоль гладких или шероховатых стенок приводит к образованию турбулентности в пограничном слое . Таким путем возникает турбулентность в трубопроводах. Поток вблизи выступов (местных сопротивлений) или резкое изменение его направления вызывает изменение формы и турбулентность. Также действуют диафрагма или сетка, установленные в трубопроводе. Поток жидкости, движущейся с большой скоростью вслед за медленно движущимся потоком, приводит к нарушению непрерывности скорости . Струя жидкости или поток, выходящий из смесительных устройств также вызывает образование турбулентности. Независимо от способа образования турбулентности результатом является возникновение иространственных вихрей. [c.53]

Скорость сдвига (или градиент скорости) вызывает напряжение сдвига во всей жидкости, заполняющей аппарат. Градиент скорости является особенно важным фактором для неньютоновских сред. При ламинарном течении напряжение сдвига может быть рассчитано по скорости сдвига, если известна вязкость. При турбулентном течении, однако, это будет неверно. Турбулентное напряжение сдвига является результатом существования случайных, беспорядочных турбулентных вихрей, включая крупномасштабные, которые вырождаются в мелкомасштабные вихри или флуктуации. Масштаб крупных вихрен зависит от размера сосуда и в разных системах будет различным. Мелкомасштабные вихри, по-видимому, как в малых, так и в больших системах одинаковы. Мелкомасштабные вихри рассеивают энергию преимущественно за счет вязкого напряжения. Так как поведение мелкомасштабных вихрей почти не зависит от размеров сосуда, то процессы, течение которых определяется действием этих вихрей, будут иметь сходные характеристики как в больших, так и в малых сосудах. [c.120]

Аппараты с продольным перемешиванием (одноразмерная модель с осевым перемешиванием, однопараметрическая диффузионная модель). Перемешивание в потоке может происходить даже в тех случаях, когда в аппарате нет сцециального перемешивающего устройства. Перемешивание может быть обусловлено встречными диффузионными потоками, различием скорости движения вещества в разных точках поперечного сечения конвекционного потока, появлением турбулентных вихрей . Так как строгий теоретический расчет всех эффектов в отдельности довольно сложен, принимают, что отклонение от потока идеального вытеснения вызывается встречным потоком, описываемым теми ше соотношениями, что и диффузионный, но величину D, заменяют эффективной величиной — коэффициентом продольного перемешивания DiL (его определение см. в главе П1). В этой модели учитывается и тепловой поток за счет теплопроводности. Расчет диффузионного (gio) и теплового (д ) потоков проводится по законам Фика и Фурье [c.57]

Точность, вносимая граничными условиями (VI.27), является, однако, обманчивой. Дело в том, что при их выводе предполагается, что диффузионная модель справедлива повсюду, в том числе и для процессов переноса на малых расстояниях. На самом деле, однако, не существует систем, в точности описывающихся уравнением конвективной диффузии (VI. 14) или (VI. 15) с постоянными значениями линейной скорости потока и коэффициента диффузии. В случае турбулентного потока в реакторе без насадки скорость потока почти постоянна по всему сечению аппарата (кроме тонкого слоя близ его стенки), однако коэффициент турбулентной диффузии является переменной величиной, увеличиваясь пропорционально расстоянию от стенки реактора. В ламинарном потоке перенос вещества осуществляется молекулярной диффузией, так что коэффициент диффузии постоянен. Однако основная причина случайного разброса времени пребывания в реакторе — сильное различие локальных скоростей потока на различных расстояниях от стенки аппарата. Наконец, в реакторах с насадкой, отклонение времени пребывания в реакторе от среднего знйчения вызывается образованием турбулентных вихрей в промежутках между твердыми частицами, разбросом локальных скоростей потока за счет неоднородности упаковки слоя и задержкой вещества в застойных зонах. Во всех этих случаях распределение времени пребывания в реакторе делается близким к нормальному, если длина аппарата достаточно велика, и только в этих условиях диффузионная модель становится пригодной для приближенного описания процесса. [c.211]

Наличие в жидкости вихрей вызывает появ-/ ление в ней добавочных скоростей, что увеличивает перенос субстанции и сун ественно вли- [c.108]

А. Распространение завихрений. Поперечное обтекание трубы вызывает ряд вихрей в спутном следе, образуемых в связи с тем, что поток отрывается поперемен ю от противолежащих частей периметра трубы (рис. 1). Это распространение вихрей создает переменные силы, которые возникают все чаще по мере возр астания скорости потока. Для одиночного цилиндра диаметр трубы, скорость потока и частота возникновения вихрей могут быть связаны безразмерным числом Струхаля Зг [c.325]

Большой вклад в изучение в СССР вихревого эффекта внес А.П. Меркулов. В предложенной им гипотезе процесса энергетического разделения большое внимание уделено турбулентному энер-гообмену. Энергия турбулентности используется для осуществления работы охлаждения вынужденного вихря, так как за счет радиальной составляющей турбулентной пульсационной скорости элементарные турбулентные моли перемещаются по радиусу в поле высокого радиального градиента статического давления . При адиабатном сжатии или расширении турбулентные моли изменяют свою температуру, соответственно вызывая нафев или охлаждение газа при смешении со своим слоем. Передавая тепло из зоны низкого в зону высокого статического давления, они осуществляют элементарные турбулентные циклы. Охлаждение имеет место только в приосевом потоке, так как в нем и статическая температура, и окружающая скорость падают, обеспечивая снижение полной температуры . Основная доля кинетической энергии исходного потока зафачивается на закрутку вынужденного вихря и дисси-пирует в турбулентность. Энергия на закрутку передается до тех пор, пока не наступит равновесие со свободным вихрем в сопловом сечении . Считается, что формирование центрального потока происходит по всей длине фубы и завершается в сопловом сечении. Учет поля центробежных сил проводится через радиальный фадиент статического давления. Передача кинетической энергии направлена от периферии к оси, и часть ее расходуется на турбулентность. Термодинамическая температура в приосевой области ниже, чем в периферийной области вихревой трубы. [c.23]

Именно в топочных устройствах газотурбинных установок нередко применяется сильная первичная закрутка газовоздушного потока. Однако этот прием сушественен не столько для усиления первичного процесса смесеобразования, необходимого для обеспечения весьма значительных тепловых нагрузок для топок этого типа, сколько для достижения устойчивого фронта воспламенения при больших поступательных скоростях газовоздушного потока. Достаточно быстро врашающийся поток газа энергично отбрасывает молекулы этого газа к стенкам камеры вращения, что приводит к увеличению плотности этого газа, а следовательно, и к росту давления в краевых блоях вращающегося потока. В то же самое время в центральной части такого потока возникает, как следствие, заметное уменьшение плотности молекул, а следовательно, и соответствующее понижение давления газа. Возникающая разность давлений вызывает появление вихря с обратным движением газа (фиг. 51). Когда топка разожжена, этот обратный вихрь доставляет к устью горелки моищую струю высокотемпературных газов, способствуюгцую созданию устойчивого фронта воспламенения образующейся горючей смеси. Количество возвращаемого горячего газа в единицу времени окажется тем больше, чем сильнее закрутка потока. [c.142]

Проанализировав ряд данныхДейвис пришел к следую щим выводам Сильная турбулентность, масштаб которой превы шает длину инерционного пробега частиц, по всей видимости должна вызывать одинаковое осаждение иа всех сторонах препят ствия, причем скорость осаждения частиц определяется интенсив ностью турбулентности Более слабая турбулентность, с небольшим по сравнению с размерами частиц масштабом, может обусловли вать лишь ограниченное осаждение на подветренной стороне препятствия, как и отмечено в опытах при этом могут играть роль вихри, возбуждаемые самим препятствием [c.188]

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]

Отметим, что дисперсия потока вызывается различными причинами неравномерцым распределением локальных, скоростей в потоке по его сечению, турбулентными пульсациями частиц в потоке, крупномасштабными вихрями и т. д., поэтому даже ламинарное движение потоков характеризуется определенной дисперсией вещества. [c.126]

Акустические колебания. Сильный шум, по-видимому, является результатом того, что скорость потока, определяющая частоту осцилляций потока в любом из двух случаев, показанных на рис. 7.14, оказывается близкой к акустической частоте закрытой органной трубы , т. е. столба жидкости между рядами труб (в направлении поперек потока жидкости). Известен пример [29], когда шум описывался как непереносимый свист . Были зарегистрированы уровни шума до 124 дб [31]. Такие поперечные акустические колебания могут также вызывать в трубах или стенках каналов поперечные колебания большой амплитуды, если частота колебаний окажется близкой к частоте собственных колебаний указанных элементов (как правило, к одной из мод колебаний, возникающих при изгибе). В воздуховодах с номинальным атмосферным рабочим давлением наблюдались флуктуации давления до 0,21 кПсм [31]. Систематические исследования возможности воздействия на эти явления проводились при коридорной схеме расположения труб путем изменения поперечного и осевого шага труб, причем было обнаружено, что число Струхаля сравнительно нечувствительно к изменению поперечного шага труб в пределах обычно применяемых значений шага, но чувствительно к изменению осевого шага [29]. Если последний превышает утроенный диаметр труб, то взаимодействие рядов труб становится относительно слабым, и разумнее определять число Струхаля по диаметру труб, а не по шагу. Исследование также показало, что скорости жидкости, дающие пиковые значения амплитуд шума, соответствуют совпадению частоты срыва вихрей с частотой собственных акустических колебаний одной из мод органной трубы в воздушном столбе в перпендикулярном к скорости потока и к осям труб направлении [c.151]