ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Уравнения движения и сплошности в однофазной облаМеханическое взаимодействие на границе раздела Тепловое взаимодействие на границе раздела фаз из "Гидродинамика газожидкостных систем " Ветер и волны на поверхности океана, морей, рек и озер, водяные смерчи и ливень во время бури — вот некоторые важные явления природы, в которых потоки газа и жидкости взаимодействуют как единое целое. Существенно более разнообразны технологические процессы, в которых такое взаимодействие является не-только органическим, но в том или ином смысле и решающим. [c.9] Гидравлика газожидкостных систем является разделом механики жидкости и газа, в котором рассматривается совместное течение этих сред. Такие потоки всегда имеют не только фиксированные внешние границы (стенки каналов, поверхности обтекаемых тел), но и внутренние поверхности раздела. Поверхности раздела двух сред (фаз) в общем случае изменяются в пространстве и времени. [c.9] На поверхностях раздела фаз возникают особые силовые, а при неизотермическом течении и тепловые взаимодействия. Эти взаимодействия самым существенным образом сказываются на изменениях полей скоростей течения, давлений, температур, концентраций ири переходе от одной точки пространства к другой, отделенной от первой поверхностью раздела фаз. Во многих случаях на границах раздела фаз возникают скачки давления, температуры и вектора скорости течения. [c.9] Специфической особенностью рассматриваемой среды является также и тот факт, что даже в случае, когда обе фазы практически можно считать несжимаемыми, газожидкостная система ведет себя как сжимаемая жидкость. [c.9] Таким образом, формы движения двухфазных потоков значительно многообразнее и законы их существенно сложнее, чем формы движения и законы гидродинамики однородных сред. Поэтому методы обобщенного анализа опытных данных имеют в этой области еще большее значение, чем в гидравлике однородных потоков. [c.10] При рассмотрении движения небольшого одиночного пузыря (капли) или потоков с непрерывной фиксированной границей раздела (тонкие пленки, русловые течения) формулировка основной системы уравнений процесса может быть произведена со всей необходимой строгостью. В случае же сложных течений, когда компоненты потока расчленены на отдельные элементы, имеется ряд областей, замкнутых границами раздела, где возникают трудности, связанные с необходимостью рассматривать вероятностные ситуации с элементами, переменными в пространстве и во времени. Последовательные аналитические методы для таких систем в настоящее время отсутствуют. Решающее значение тут имеют эксперимент и метод подобия. Однако и в этом случае необходимо иметь общий метод вывода и анализа безразмерных параметров процесса (критериев подобия). Такой общий метод, приведенный в этой книге, основан на допущении, что в целом все взаимодействия, имеющие место в двухфазном потоке любой сложности, для каждой его отдельной области описываются теми уравнениями, что и для систем с одной поверхностью раздела. Вследствие этого критерии подобия могут выводиться из этих уравнений для всей системы в целом с учетом уравнений и параметров, определяющих размеры возникающих дискретных элементов и вероятность их распределения. [c.10] Для уравнений движения, написанных попарно для каждой из фазовых областей рассматриваемой газожидкостной системы, необходимо задать условия, связывающие поля давлений и скоростей по поверхностям раздела фаз. [c.11] к выводу условий взаимодействия фаз на границе раздела. [c.12] Выделим контрольной поверхностью F замкнутую область объемом V, заключающую в себе часть поверхности раздела фаз (рис. 1-1). [c.12] Здесь Y — некоторая объемная сила М — масса, заключенная в объеме V dw /dt — ускорение центра массы этого объема. [c.12] При отсутствии фазовых превращений g rp=0 и на поверхности раздела совпадают не только тангенциальные составляющие векторов скоростей течения фаз, но я сами векторы. [c.13] Обычно эта величина весьма мала. [c.13] Вернуться к основной статье