ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исходные положения общей теории дисперсных сквозных потоков из "Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков " Крайние (граничные) по концентрации формы существования дисперсных потоков — потоки газовзвеси и движущийся плотный слой. Истинная концентрация здесь меняется от величин, близких к нулю (запыленные газы), до тысяч кг/кг (гравитационный слой). Будем полагать, что простое увеличение концентрации вызывает не только количественное изменение основных характеристик потока (плотности, скорости, коэффициента теплоотдачи и др.), но — при определенных критических условиях— и качественные изменения структуры потока, механизма движения и теплопереноса. Эти представления оналичии режимных точек, аналогичных известным критическим числам Рейнольдса в однородных потоках, выдвигаются в качестве рабочей гипотезы [Л. 99], которая в определенной мере уже подтверждена экспериментально (гл. 5-9). Так, например, обнаружено, что с увеличением концентрации возникают качественные изменения в теплопереносе и что может происходить переход не только потока газовзвеси в движущийся плотный слой, но и гравитационного слоя в несвязанное состояние — неплотный слой, т. е. осаждающуюся газовзвесь. Это изменение режима гравитационного движения, связанное с падением концентрации, зачастую сопровождается резким изменением интенсивности теплоотдачи. Обнаружено существование критического числа Фруда (гл. 9), ограничивающего область движения плотного гравитационного слоя и определяющего критическую скорость, при которой достигается максимальная теплоотдача слоя. [c.22] Для плотного гравитационного слоя массовая скорость увеличивается за счет линейной скорости, поскольку концентрация его практически неизменна. Однако при превышении предельной скорости слоя наступает его разрыв и переход в режим падающего слоя. Здесь наблюдается как бы та же картина, что в кипящем слое, но применительно к другим условиям. Разнонаправленное влияние двух факторов — увеличение теплоотдачи за счет роста скорости и ее уменьшение за счет падения концентрации (плотности) потока — уравновешено в критической точке. Переход через критическое число Фруда (здесь — через оптимальную массовую скорость) в ряде случаев определяет превалирующее влияние второго фактора. В области потоков газовзвеси основным интенсифицирующим фактором является концентрация твердой фазы. На рис. 1-4 линия, характеризующая поток газовзвеси, построена для Un = onst следовательно, увеличение массовой скорости вызвано лишь ростом концентрации. При переходе в область флюидных потоков наблюдается второй максимум. [c.25] Обычно используются два подхода статистический (молекулярно-кинетический) и феноменологический. В последнем случае понятие о континууме приводит к гипотезе о непрерывности полей температур, скоростей и пр., что упрощает математическое описание явления. [c.26] Конкретная реализация того или иного подхода зависит от метода исследования. Для рассматриваемых систем, видимо, наибольшую ценность в настоящее время представляют полуэмпирические методы, основанные на теории подобия. Приложение общей теории подобия к сквозным дисперсным потокам во всем диапазоне концентраций, а гидродинамической теории теплообмена— к потокам газовзвеси, предпринятое в [Л. 98] и развиваемое в данном издании, нуждается в дальнейшей доработке. Не меиее актуально развитие аналитических методов. Однако их применение ограничено недостаточностью знаний о проточных дисперсных системах. В области теплопереноса аналитические решения, как правило, не учитывают реальную структуру системы, взаимовлияние компонентов и поэтому имеют пока вспомогательное значение (гл. 6, 10). [c.27] Для аналитических и полуэмпирических методов необходимо предварительное математическое описание процесса. Особенность теории подобия заключается в том, что ее применение не требует решения уравнений, но, однако, нуждается в наилучшем физическом приближении модели процесса к его действительной сущности. [c.27] Очевидно, что ЛУп становится бесконечно малым лишь при —vO, т. е. при переходе к квазиоднородным средам. С физической точки зрения гетерогенная элементарная ячейка должна быть достаточно большой, чтобы быть достаточно представительной в пределах ДУп за время Ат (At — время, превышающее среднюю продолжительность пульсаций компонентов потока в AVn) должна возникнуть возможность учета макродискретности, реальной структуры дисперсной системы. В дальнейшем протекание различных процессов будет рассматриваться в пределах подобной ячейки. Ранее принятое в [Л. 75, 78] допущение р = onst (постоянство модели расположения частиц) приемлемо для стабилизированных и стационарных дисперсных потоков лишь в первом приближении. В более общем случае dfi/dx, d jdy, d jdz, d ldx не равны нулю. [c.28] Сравнительно недавно запись исходных -уравнений дисперсных потоков в дифференциальной форме проводилась по аналогии с однородной средой, молчаливо полагая, что свойства двухкомпонентной среды уже осред-нены IB пределах бесконечно малого объема. Более обоснованы уравнения, представляемые в исходной интегральной форме. [c.30] При использовании метода исходных интегральных уравнений основная трудность заключается в операциях осреднений и в переходе к бесконечно малому объему двухкомпонентного потока. Поэтому остановимся на этих вопросах несколько подробнее. [c.30] Вернуться к основной статье