Перенос количества движения (импульса)

Решение сформулированной таким образом задачи не является простым, поскольку нелинейные члены в левой части уравнений энергии и движения сохранились. Кроме того, использовавшееся выше понятие толщины пограничного слоя математически некорректно в действительности скорость Шх и температура асимптотически приближаются к значениям Wo и при у- оо. Непосредственное интегрирование дифференциальных уравнений пограничного слоя для области с бесконечно удаленной границей (у- со) связано со сложными математическими операциями и здесь рассматриваться не будет воспользуемся для этого приближенным методом, основанным на использовании интегральных соотношений для переноса количества движения (импульса) и теплоты в пограничном слое. [c.347]

Перенос количества движения (импульса) 61, 65—69 [c.473]

Величины /т, /, й /,п можно интерпретировать как пути смешения соответственно для процессов турбулентного переноса количества движения (импульса), тепла и вещества (примеси). [c.701]

Этот перенос количества движения обусловливает появление в плоскости Fi касательного напряжения т. Так как изменение количества движения равно импульсу действующей силы [c.277]

Формула (14.61) имеет глубокий физический смысл, указывая на единство механизма переноса теплоты и количества движения (импульса). В ламинарном потоке (слоистый поток с гладкими линиями тока), примени- [c.355]

Основой современных методов расчета тепло- и массообмена являются дифференциальные уравнения движения, неразрывности, теплопроводности и диффузии [31, 32, 51, 52]. В совокупности с условиями однозначности они составляют систему уравнений, решения которой дают искомые поля скоростей, температур и концентраций среды. Названные уравнения выведены для бесконечно малого объема среды и отражают элементарный акт переноса субстанции массы, энергии и количества движения (импульса). Общее дифференциальное уравнение переноса субстанции записывается в следующем виде [32] [c.23]

Тепломассообмен объединяет в единую теорию переноса энергии (теплоты), количества движения (импульса) и массы некоторые разделы молекулярной физики, гидроаэродинамики, термодинамики обратимых и необратимых процессов, физико-химии поверхностных явлений и химической технологии. [c.3]

Количество движения (или импульс ) определяется как произведение массы частицы на вектор ее скорости. Второй закон Ньютона дает фундаментальное нерелятивистское соотношение между суммой сил, действующих на частицу, и скоростью изменения ее количества движения. На основе этого закона механики в гидродинамике выводятся уравнения движения. Явления переноса количества движения представляют первостепенный интерес для механики жидкостей, так как они объясняют природу гидродинамического сопротивления, причину появления граничных и внутренних касательных напряжений, а также механизм силового взаимодействия при движении тел в жидкой среде. [c.65]

В предыдуш,их параграфах мы подчеркивали, что перенос может осуществляться посредством двух механизмов. Первый из них — конвекция — является процессом, в котором жидкость, а с ней и какое-либо из физических свойств, присущих частицам жидкой среды, непосредственно переносятся от точки к точке в области течения. Второй механизм — проводимость или диффузия — является процессом переноса субстанции, тепла или количества движения (импульса) в направлении уменьшения соответственно концентрации субстанции, темпера- [c.66]

Рассмотрим некоторые особенности этого соотношения. Во-первых, это выражение относится только к одному координатному направлению иными словами, количество движения является векторной величиной и его общее изменение представляется векторной суммой их трех компонентов. Во-вторых, полное изменение количества движения, обусловливаемое конвекцией, включенное в поверхностный интеграл в левой части, представляет чистый перенос количества движения потоком из области, первоначально занимаемой жидкостью в рассматриваемом объеме. В-третьих, суммарный импульс, обусловливаемый нормальными и касательными напряжениями, поддается выражению исключительно через напряжения, возникающие на внешней поверхности области, — внутренние напряжения на соседних элементах взаимно уничтожаются. [c.62]

Величина 8 носит название толщины потери импульса и представляет собой условную толщину некоторого слоя, сквозь сечение которого в единицу времени и с постоянной скоростью и переносится количество движения, равное указанному выше уменьшению количества движения. [c.266]

В основе общей теории турбулентного переноса лежит представление о том, что одни и те же объемы жидкости илн газа, участвуя в пуль-сационном движении, одновременно переносят количество движения, тепло и вещество. При этом, казалось бы, коэффициенты переноса Ах, Ад й Л , должны быть равны между собой. И это действительно было бы так, если бы переносимая субстанция (количество движения, тепло, примесь вещества) не взаимодействовала с окружающей средой, вела себя пассивно в процессе переноса. Но на самом деле это не так. Если представить себе, что на некотором пути смешения 1%, как этого требует теория Прандтля, количество движения сохраняется, то отсюда еще не следует, что на том же пути 1% будет сохраняться и количество тепла и вещества, заключающиеся в переносящем их жидком объеме. Естественнее предполагать, что для тепла имеется свой путь смешения а для вещества также свой путь смешения С- По изложенной в настоящем параграфе теории смешения можно предполагать, что, согласно формуле (31), для переноса импульса и аналогичным соотношениям для переноса тепла и вещества, будут справедливы равенства [c.701]

Перенос в турбулентном потоке количества движения (импульса) 694 ----тепла и примеси 700 [c.900]

Последнее равенство показывает аналогию процессов переноса теплоты, массы и количества движения (импульса) в газах (тройная аналогия), которая находит свое отражение в подобии безразмерных полей температуры, концентрации и скорости. Значения у/ау и уЯ) для некоторых газов приведены в табл. 6.5. [c.293]

При изучении законов переноса в потоках жидкостей и газов рассматриваются три величины векторная — импульс, или количество движения, и две скалярные — тепло и вещество. В движущемся потоке в общем случае наблюдается неоднородность таких величин, как скорость, температура и концентрация вещества. Вследствие этой неоднородности в среде возникают явления переноса импульса, тепла и массы. [c.13]

Субстратом S переноса применительно к турбулентному обмену количеством движения в направлении Y нужно считать осреднен-ную скорость Wj,. Слой жидкости, в котором Wj, выше, чем в смежном, теряет в результате поперечных пульсационных токов некоторое количество движения, ориентированное по оси X. Взамен возникает импульс силы, действующий на этот слой в направлении, противоположном скорости и, следовательно, вызывающий эффект, равноценный вязкому трению. Соответствующее напряжение турбулентного трения (сила, отнесенная к единице поверхности, нормальной к оси К) определяется на основании (4-1) выражением [c.77]

Приращение количества движения в единице объема равно дивергенции тензора потока импульса, первая часть которого выражает конвекцию, а вторая — перенос импульса —тензор давлений). В случае несжимаемой жидкости тензор потока импульса состоит из скалярных гидродинамических напряжений и тензора вязких напряжений. [c.32]

При турбулентном течении на главное движение жидкости, происходящее вдоль обтекаемой поверхности, налагается поперечное движение, обеспечивающее перенос массы и обмен импульсами в поперечном направлении. Структурные исследования турбулентных потоков показали, что они состоят из вихревых образований различных размеров и интенсивности. В результате течение приобретает ярко выраженный нестационарный характер с пульсациями скорости в широком диапазоне частот. Крупные вихри порождают низкочастотную пульсацию, а мелкие—высокочастотную. Влияние молекулярной вязкости на этот процесс оказывается очень малым, и в известной степени турбулентное течение представляет собой сложное движение идеальной жидкости, в пределах которой вращается бесконечное число вихрей различных размеров и форм. Перенос массы через любую поверхность приводит к изменению количества движения и, следовательно, эквивалентен появлению в потоке добавочных сил, которые часто называют в противовес молекулярным силам силами турбулентного трения. Термин трение применительно к турбулентному потоку носит условный характер, и, подчеркивая эту условность, говорят о кажущемся (виртуальном) трении. Сопротивление каналов при переходе к турбулентному режиму тече-164 [c.164]

При изучении динамического поведения жидкостей мы обычно рассматриваем некоторые аспекты явлений переноса, а именно способность жидкостей в своем движении переносить присущие им материальные характеристики и физические свойства от точки к точке пространства, и механизм, посредством которого эти характеристики и свойства распространяются и переносятся в жидкой среде. Основными явлениями переноса, которые связаны с движением жидкости, являются перенос массы, тепла и импульса (количества движения). Каждый из этих процессов в свою очередь связан с тем или иным фундаментальным законом физики, который сформулирован на основании наблюдений и опыта. Связь этих процессов и законов может быть представлена в следующем виде. [c.61]

Обозначим соответственно через АдШ коэффициенты турбулентного переноса импульса (количества движения), тепла и концентрации примеси. Тогда будем иметь следующие выражения для касательного напряжения трения т, потока тепла у и потока вещества т [c.556]

В пограничных слоях могут переноситься импульсы, видимая энергия, теплота и вещество. Соответственно с этим следует говорить о слоях гидродинамическом, энергетическом, тепловом и диффузионном. К расчету толщин указанных слоев можно применить метод Кармана для расчета гидродинамического слоя использовать уравнение количеств движения, для энергетического —уравне- [c.221]

Нормальную силу, действующую на поверхность, можно определить, зная перенос импульса по оси у к поверхности и от поверхности. Число молекул в единице объема, имеющих количество движения ту, равно га/ ш. Величина количества движения, приносимого ими на единицу площади твердой поверхности, равна количеству движения молекул, содержащихся в объеме, основание которого равно единице площади, а высота равна V. Суммарная величина количества движения вдоль оси у, приносимого молекулами всех классов на единицу поверхности за единицу времени, равна [c.62]

Но вместе с тем элементы среды переносят с собой и всо присущие им свойства. Так, каждый элемент движется с определенной скоростью и, следовательно, служит носителем определенного количества движения. Этот процесс обмена количеством движения проявляется в тех случаях, когда в разных областях потока существуют различные скорости (что всегда имеет место при взаимодействии твердого тела с движущейся средой). В этих условиях движение элементов среды сопровождается обменом количеством движения между областями жидкости, обладающими различной скоростью. Следовательно, между этими областями возникает сила взаимодействия, импульс которой равен изменению количества движения. [c.332]

Перенос импульсов осуществляется вследствие изменения количества движения текущих масс среды. Количество движения представляет собой удельный поток текущих масс [c.12]

Перенос импульсов, или количества движения, в потоках жидких и газовых сред вызывает касательные напряжения и сопровождается изменением давления. Знание закономерностей переноса импульса в текущих средах необходимо для решения различных гидродинамических и газодинамических задач, а также задач конвективного теплообмена. [c.76]

При различии в скоростях перемещения массы газа на границах рассматриваемого слоя хи и т" осуществляется перенос импульсов в слое, который определяется разностью хю д —т " (разность количеств движения). [c.77]

Перенос импульса, или количества движения, текущей среды (шд) на стенку, вдоль которой перемещается среда (рис. 23) со скоростью в отдалении от стенки Шсо, оиределяется из условий, аналогичных переносу энергии и массы на стенку. [c.94]

Теперь наблюдатель может постулировать существование инерциальной системы отсчета как системы, в которой выполняется закон инерции (первый закон Ньютона) и считать, что в такой системе действует и второй закон Ньютона (третий закон Ньютона, как известно, должен выполняться в любой системе отсчета. Пространство 8 с инерциальной системой отсчета естественно назвать физическим. Оно обладает фундаментальным свойством однородности параллельный перенос в нем системы тел, на каждое из которых не действуют внешние силы, как целого не изменяет механические свойства системы. Время также однородно, т. е. законы движения системы не зависят от выбора начала отсчета времени. Следствием однородности времени является закон сохранения и превращения энергии, а закон сохранения вектора импульса (количества движения) системы есть следствие однородности физического пространства. [c.12]

Поверхностные силы, с точки зрения их физической природы, являются результатом сил молекулярного взаимодействия. Так, сила взаимодействия между элементами газовой среды, контактирующими по некоторой воображаемой поверхности, является следствием взаимопроникновения молекул с разными количествами движения из одного элемента в другой. Для соседствующих элементов жидкостей поверхностная сила определяется как переносом импульса молекул, колеблющихся у общей границы около некоторого среднего состояния, так и силами взаимодействия молекул жидкостей в слоях вблизи поверхностей, разделяющих элементы среды. Последний вид взаимодействия характерен и для твердых тел. [c.238]

Дифференциальное уравнение переноса импульса, или количества движения, часто называют уравнением движения. Переносимой субстанцией является количество движения, отнесенное к единице объема (С = р7) В качестве вектора Умова можно принять тензор давления i (/ = ). [c.12]

При рассмотрении турбулентных потоков в реальных жидкостях и газах, наряду с переносом количества движения (импульса), часто приходится иметь одновременно дело с переносом тепла и вещества. Практически интересные задачи тепломассопереноса в турбулентных потоках обычно допускают простую стратификацию по температуре и концентрации, совпадающую со стратификацией по скорости. Пользуясь идеей Буссинека о придании формуле турбулентного трения того же вида, что и ламинарный закон Ньютона, можно и турбулентным потокам тепла и вещества придать вид, формально обобщающий известные уже нам по предыдущим главам законы Фурье и Фика. [c.556]

Закон Ньютона позже был сформулирован в кинетической теории газов как закон переноса импульса молекул. Из уравнения (6) видно, что, когда V= onst, перенос количества движения отсутствует и касательное напряжение равно нулю, т. е. т = 0. [c.13]

Характеристиками переноса количества движения и теплоты являются кинематическая вязкость v и температуропроводность а. Поэтому соотнощение толщин гидродинамического пограничного слоя и теплового пограничного слоя зависит только от значения числа Прандтля Рг = v/a. Очевидно, что чем больше число Рг, тем интенсивнее происходит перенос импульса движения в динамическом слое, тем больше поперечный градиент продольной составляющей скорости по сравнению с поперечным переносом теплоты. В этом случае толщина динамического слоя больше толщины теплового пограничного слоя. При малых значениях Рг тепловой слой может иметь толщину больщую, чем динамический пограничный слой. При значении Рг = 1 толщина слоев одинакова. Практически толщины слоев одинаковы лишь для газов, у которых Рг близок к единице. Значения Рг для некоторых рабочих тел [c.121]

Хт являются тензорами первого ранга, так как градиенты от скалярных величин Т и [l/T являются векторами. Термодинамической движущей силой химических и фазовых оревращений является величина химического средства Ai, нротюрциональная разности скалярных величин (р г—Pi), т. е. является тензором нулевого ранга. Перенос количества движения 1ЖИДК0СТИ или перенос импульса описывается тензором второго ранга. [c.13]

Схема внутреннего течения для модели массообмена Харвата и др. [42] представлена на фиг. 45. Вследствие пульсаций разделяющей линии тока в интервале +А около среднего положения (фиг. 45) в полость периодически втекает некоторая масса т. Эта жидкость циркулирует вокруг вихря сжатия , попадает в свободный вязкий слой и вытекает за точкой сжатия. А составляет некоторую часть от толщины свободного вязкого слоя б д при отрыве. Импульс, соответствующий переносу количества движения в полость, и центробежная сила, обусловленная несбалансированной массой, вращающейся вокруг вихря сжатия , должны быть уравновешены. [c.54]

После того как волны образуются за счет второго члена уравнения (7.3), первый член будет либо вызывать их увеличение, либо противодействовать их дальнейшему росту в зависимости от знака б. Последний случай представляет некоторый интерес, так как тогда можно объяснить наблюдаемое равновесие спектра, не привлекая к рассмотрению сильный перенос количества движения океаническими течениями. Обычно предполагается, что в состоянии равновесия перенос импульса от атмосферного пограничного слоя к волнам имеет тот же порядок величины, как и во время роста волны, но при этом он сбалансирован столь же сильным переносом импульса от волн к осредненному океаническому течению. Исходя из этого предположения, Снайдер и Кокс нашли, что скорости наблюдавшегося ими роста волн приводят к эффективному напряжению сдвига, отличающемуся в несколько раз от касательного напряжения на стенке для пограничного слоя у твердой стенки. [c.127]

Этот вывод тривиальным образом переносится на систему невзаимодействующих частиц, для которых сохраняется главный вектор энергии-импульса Q= Yu Qi- Как для одной частицы, так и для системы невзаимодействующих частиц существенно, что сохранение иространственпых компонент Qi, Qo, Oj вектора Q влечет за собой сохранение временной компоненты Q4 этого вектора. Иными словами, сохранение релятивистского количества движения (Qi, Q2, Q >,) означает сохранение и (релятивистской) полной энергии S . Если бы это было не так, то при переходе по формулам (43) к новой системе отсчета получились бы изменяющиеся во времени составляющие Qf, Q >, Q u [c.468]

Стедовательно, функция Гамильтона является инвариантом переноса в том направлении, для которого соответствующая компонента импульса не изменяется. Это просто другой способ выражения того обстоятельства, что некоторой циклической координате соответствует постоянная компонента импульса. Подобный результат получается и при рассмотрении бесконечно малых вращений, порожденных функцией О, и соответствующих им компонент момента количества движения. [c.116]

Помимо рассмотренных величин, характеризующих перенос энергии излучения, важное значение имеют величины, характеризующие перенос импульса (количества движения), связанного с излучением. Поскольку каждый фотон обладает импульсом, то в процессе теплообмена излучением наряду с переносом энергии происходит перенос импульса. Элементарный импульс движущихся фотонов в направлении s, содержащийся в элементарном телесном угле d us, образованном вокруг направления s, и приходящийся на единицу интервала частот, на основании (1-10) и (1-13) будет равен [c.51]

И упорядоченно, то ввиду тесной связи между переносом теила и количества движения необходима новая нестационарная концепция для проблемы теплообмена в турбулентном пристенном слое. Такой иодход может быть основан на рассмотрении процессов, включающих иеренос импульса (точнее, дефицита импульса) от стенки во внешний поток так, как это описывается предложенной моделью пристенной турбулентности. [c.322]

Коэффициенты турбулентного обмена тепла и количества движения Aq иЛ вблизи стенки одинаковы. По мере удаления от стенки коэффициент турбулентного переноса тепла превышает коэффициент турбулентного переноса импульсов и на некоторо1М расстоянии от стенки Aq становится примерно в два раза больше А . С дальнейшим увеличением расстояния от стенки отношение AJпадает. [c.358]

В различных отраслях науки и техники весьма большую роль играют явления нереноса различных субстанций энергии, массы, импульса или количества движения. Все процессы, протекаюш,ие во времени и в пространстве, так или иначе связаны с явлениями переноса, и поэтому их изучение необходимо лицам самой различной специальности. [c.11]

Рассмотрим молекулярный (диффузионный) перенос массы, количества видимого движения (импульса) и энергии, описьшаемый классическими законами диффузии массы Фика, внутреннего трения Ньютона и теплопроводности Фурье. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...