Критерий движущейся жидкости

Система дифференциальных уравнений, в которую входят дифференциальные уравнения теплообмена между твердым телом и внешней средой, энергии или теплопроводности в движущейся жидкости, движения вязкой несжимаемой жидкости (или уравнение Навье — Стокса) и сплошности, позволяет выявить структуру этих критериев. [c.418]

Современная техника идет по пути использования высоких плотностей тепловых потоков, при которых наблюдаются существенные изменения температуры по сечению движущейся жидкости и вдоль каналов. Изменение температуры обусловливает изменение вязкости, теплопроводности, теплоемкости, плотности и других свойств теплоносителя. Это, в свою очередь, является причиной деформации профиля массовой скорости потока жидкости по сравнению с изотермическим течением, когда основные гидродинамические характеристики поддаются описанию в обобщающих критериях. [c.48]

Однако для подобия двух процессов фильтрации недостаточно равенства только критериев подобия адгезии, а необходимо учитывать и механические критерии подобия движущейся жидкости, т. е. [c.354]

Критерий Прандтля характеризует физические свойства движущейся жидкости (газа) [c.72]

Первое из этих уравнений, называемое уравнением сплои/.-ности, выражает условие неизменяемости массы движущейся жидкости. Оно связывает между собой скорость и плотность. Характерная особенность этого уравнения, меющая важное значение с точки зрения теории подобия, заключается в том, что для стационарного процесса оно однородно относительно обеих переменных. Как мы знаем ( 57), при этом условии уравнение не может дать ни одного критерия. [c.336]

Получим прежде всего критерий подобия, учитывающий влияние вязкости в движущейся жидкости. Для этого сравним второй член равенств (9. 19), наличие которого обусловлено инерционными членами в уравнениях движения, с последним членом, учитывающим влияние вязкости [c.216]

Для непрерывной среды при изучении её движения число критериев подобия возрастает, что часто значительно усложняет проблему М. В гидроаэромеханике осн. критерии подобия Рейнольдса число Ке, Маха число М, Фруда число Гг, Эйлера число Ей, а для нестационарных (зависящих от времени) течений ещё и Струхаля число Зк. При М. явлений, связанных с переносом тепла в движущихся жидкостях и газах или с физ.-хим. превращениями компонентов газовых потоков и др., необходимо учитывать ещё ряд дополнит, критериев подобия. [c.426]

В качестве примера рассмотрим часто встречающийся в практике случай, когда значение у велико. При этом пузырьки газа, движущиеся в жидкости, будут вести себя подобно малым твердым частицам. Математически это означает, что к со. Выражение для критерия ЗЬ примет следующий вид [2] [c.298]

Поскольку многие жидкости и в первую очередь наиболее распространенные — вода и воздух — характеризуются весьма малой вязкостью, то в практически важных задачах силы вязкости достаточно часто играют ничтожную роль почти во всем поле течения. Мерой отношения инерционных и вязкостных сил является число (критерий) Рейнольдса Re = рн // 1, где w и / — характерные для рассматриваемой задачи масштабы скорости и длины. При Re 1 силы вязкости несущественны во всей области течения, кроме тонкого пограничного слоя (хотя влияние этого слоя на характеристики течения и, в частности, на сопротивление, испытываемое движущимся в жидкости телом, в общем случае весьма существенно). Если пограничный слой не отрывается от обтекаемой поверхности, то поле скоростей и давлений за пределами погранслоя может быть найдено методами классической механики идеальной жидкости. Важную область применения теории невязкой жидкости представляют собой течения со свободной поверхностью. Такой тип течений был рассмотрен в гл. 3 применительно к анализу устойчивости границы раздела жидкости и газа. В настоящей главе методы теории течений со свободной поверхностью будут использованы при рассмотрении движения паровых (газовых) пузырьков в жидкости. [c.183]

При турбулентном движении весь поток насыщен беспорядочно движущимися вихрями, которые Непрерывно возникают и исчезают. В точности механизм вихреобразования еще не установлен. Одной из причин их возникновения является потеря устойчивости ламинарного течения, сопровождающаяся образованием завихрений, которые затем диффундируют в ядро и, развиваясь, заполняют весь поток. Одновременно с этим вследствие вязкости жидкости эти вихри постепенно затухают и исчезают. Благодаря непрерывному образованию вихрей и их диффузии происходит сильное перемешивание жидкости, называемое турбулентным смешением. Чем больше вихрей, тем интенсивнее перемешивание жидкости и тем больше турбулентность потока. Различают естественную и. искусственную турбулентность. Первая устанавливается естественно. Для случая стабилизированного движения внутри гладкой трубы турбулентность вполне определяется значением критерия Re. Вто- [c.33]

О многогранности этого критерия свидетельствует несложный эксперимент. Вводя краску в поток капельной жидкости или дым в поток газа, движущихся в канале с прозрачными стенками, можно наблюдать траектории отдельных элементов изучаемых потоков. В области малых скоростей окрашенные частицы ведут себя весьма спокойно. Если и происходят случайные возмущения, то они не развиваются. Этот вид движения называется ламинарным (слоистым) течением (рис. 30, а). [c.108]

До последнего времени не было дано детального обоснования введения новых критериев вида Gu, (Т /Та), (и/и ) в соотношениях (1) — (3) для случая тепло- и массообмена пористого тела, содерл<ащего жидкость, с движущимся нагретым газом. Это обстоятельство говорит о том, что необходимы специальные и детальные экспериментальные исследования механизма тепло- и массопереноса в пограничном слое при обтекании пористого тела, содержащего жидкость. [c.17]

Критерий Стантона представляет собой соотношение между изменением температуры жидкости по длине и движущим температурным напором [c.64]

Зачастую требуется определить скорость массопереноса либо при отсутствии функции критерия Стантона, либо когда она неполна. Обычно имеются данные по St для определенных конфигураций тел и течений жидкости при известной величине числа Рейнольдса, но неизвестном влиянии числа Прандтля (Шмидта) или движущей силы на функциональную зависимость критерия Стантона. Например, величину ё тепл можно было бы измерить в специально поставленном модель-но М опыте при заданных величинах критерия Рейнольдса, но с жидкостью, отличной от той, которая бралась в рассматриваемой задаче массопереноса. [c.142]

Формулы интегральные для результирующего воздействия жидкости на поступательно движущееся в ней тело 111 Фруда критерий 10Э [c.518]

Полученное выражение называют законом подобия Фруда, а безразмерную величину v / gL) == т — числом (критерием) Фруда. Закон подобия Фруда применяют при моделирований потоков в тех случаях, когда из всех действующих сил основное влияние оказывают силы тяжести, например, при моделировании большинства гидротехнических сооружений, истечении жидкости через водосливы, изучении волнового сопротивления, испытываемого движущимися кораблями, и т.д. [c.129]

При нанесении материала с помощью калибра необходимая толщина слоя достигается за счет отсечения избытка лака при прохождении проволоки с захваченным слоем лака через калиброванное отверстие. В результате движущаяся проволока, увлекая за собой лак, создает в канале калибра поток жидкости. Расчеты показывают, что критерий Рейнольдса для потока жидкости в канале калибра в условиях эмалирования весьма мал (1—10), т. е. имеет место ламинарное течение. В работе [3] выведена зависимость скорости движения лака от скорости движения проволоки и геометрических размеров конических калибров [c.18]

Существование двух резко различающихся типов течений — ламинарных и турбулентных — было замечено еще в первой половине XIX века, но теория турбулентности появилась только вместе с замечательными работами Осборна Рейнольдса (1883, 1894). В этих работах он уделил основное внимание условиям, при которых ламинарное течение жидкости в трубах превращается в турбулентное, и установил общий критерий динамического подобия течений вязкой несжимаемой жидкости. В отсутствие внешних сил таким критерием является, кроме геометрического подобия, совпадение значений так называемого числа Рейнольдса Re = IУL/v, где V и L — характерные масштабы скорости и длины в рассматриваемом течении, а V — кинематический коэффициент вязкости жидкости. С динамической точки зрения число Ке может быть интерпретировано как отношение типичных значений сил инерции и сил вязкости, действующих внутри жидкости. Силы инерции, вызывающие перемешивание различных объемов жидкости, движущихся по инерции с разными скоростями, осуществляют (в трехмерной турбулентности) передачу энергии от крупномасштабных компонент движения к мелкомасштабным и тем самым способствуют образованию в потоке резких мелкомасштабных неоднородностей, свойственных турбулентным течениям. Силы вязкости, наоборот, приводят к сглаживанию мелкомасштабных неоднородно- [c.10]

Число Маха в газовой динамике является важнейшим критерием сжимаемости движущегося газа. Газ можно рассматривать как несжимаемую жидкость только при течениях с М<с1 (обычно при М<0,3...0,4). [c.23]

Безразмерный коэфф, Г. с. зависит от формы тела, его положения относительно направления движения и подобия критериев. Силу, с к-рой жидкость действует на каждый элемент поверхности движущегося тела, можно разложить на нормальную и касат. составляющие, т. е. на силу давления и силу трения. Проекция результирующей всех сил давления на направление движения даёт Г. с. давления, а проекция результирующей всех сил трения на направление движения — Г. с. трения. Тела, у к-рых сопротивление от сил давления мало по сравнению с сопротивлением от сил трения, считаются хорошо обтекаемыми. Г. с. плохо обтекаемых тел определяется почти полностью сопротивлением давления. При движении тел вблизи поверхности раздела двух сред образуются волны, в результате чего возникает волновое сопротивление. [c.119]

Так как Ре = рсу АТ (ХАТЩ, этот критерий характеризует отношение плотности теплового потока, переносимого движущейся жидкостью, к плотности [c.100]

ФРУДА ЧИСЛО — один из подобия критериев движения жидкости или газа, применяемых в случаях, когда существенно воздействие силы тяжести. Введено У. Фрудом (W. Froude) в 1870. Ф. ч. характеризует соотношение между инерц. силой и силой тяжести, действующими на элементарный объём жидкости или газа, Ф. ч. Fr = v jgl, где V—скорость течения или скорость движущегося тела, g— ускорение свободного падения, /—характерный размер потока или тела. Условие подобия—равенство Ф. ч. для модели и для натурных объектов—применяют при моделировании движения кораблей, течений воды в открытых руслах, испытаниях моделей гидротехн, сооружений и др. [c.376]

ФРУДА ЧИСЛО (по имени англ. учёного У. Фруда), один из подобия критериев движения жидкостей или газов, применяемых в случаях, когда существенно воздействие силы тяжести (в гидроаэромеханике, напр., ири движении ТВ. тел в воде и др., в динамич. метеорологии ). Ф. ч. характеризует соотношение между инерц. силой и силой тяжести, действующими на элементарный объём жидкости или газа. Ф. ч. Fr=v gl, где v — скорость течения или скорость движущегося тела, g — ускорение силы тяжести, [c.833]

ЭЙЛЕРА ЧИСЛО (по имени Л. Эйлера), один из подобия критериев движения жидкостей или газов. Характеризует соотношение между силами давления, действующими на элем, объём жидкости или газа, и инерционными силами. Э.ч.Еи=2 р2—Pl)lpv-(иногда 2р/ри ), где р , Рх — давления в двух характерных точках потока (или движущегося в нём тела), р1 /2 — скоростной напор, р — плотность жидкости или газа, V — скорость течения (или скорость тела). Если при течении жидкости имеет место кавитация, то аналогичный критерий наз. числом кавитации к— = 2(ро—Рн)/Р 1 где Ро — характерное давление, рц— давление насыщ. паров жидкости. В сжимаемых газовых потоках Э. ч. в форме Еи=2р1ру связано с др. критериями подобия — Маха числом М и отношением уд, теплоёмкостей среды у ф-лой Еи= = 21 уМ , где у=Ср1су ср — уд. теплоёмкость при пост, давлении, с у— то же при пост, объёме). ЭЙЛЕРОВЫ УГЛЬ , три угла ф, и 6, определяющие положение тв. тела, имеющего неподвижную точку О (напр., гироскопа), по отношению к неподвижным прямоуг. осям Ох у гх. Если с телом жёстко связать прямоуг. [c.860]

Большинство существующих зависимостей, устанавливающих связь между процессами теплообмена и гидравлическим сопротивлением потоку движущейся жидкости, выражены в безразмерных критериях подобия с соответствующими коэффициентами и показателями степени. Одно из них — уравнение Диттуса—Белтера, характеризующее интенсивность процесса конвективного теплообмена при турбулентном режиме течения потока в гладких круглых трубах, имеет следующий вид [c.100]

Критерий Lu характеризует интенсивность изменения поля потенциала массопереноса (Ь или р) относительно изменения поля температуры (потенциала теплопереноса). Аналогично критерий Льюиса Le отображает интенсивность изменения поля химических потенциалов относительно поля температур в движущемся потоке жидкости (газовой смеси). Разница между критериями Lu и Le аналогична разнице между критериями Bi и Nu. Критерий Lu равен отношению коэффициента по-тенциалопроводности йт или а-р массопереноса капиллярно-пористого тела к коэффициенту температуропроводности а критерий Le — отношению коэффициента диффузии D смеси к коэффициенту а,. Следоза- [c.112]

МАХА ЧИСЛО — один из критериев подоОйя в механике жидкости и газа. Представляет собой отношение скорости течения и в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука а в движущейся среде — М = via [назв. по имени австр. учёного Э. Маха (Е. Ma h)]. [c.75]

ШМИДТА ЧИСЛб—диффузионный эквивалент Прандт-л.ч числа определяется как отношение коэф. кинематич. вязкости среды v к коэф. диффузии D нек-рой примеси к ней S — v/D. Ш. ч.— критерий подобия диффузионных явлений в двух потоках вязкой жидкости. Безразмерный коэф. массопереноса (диффузионное Нуссельта число) в движущейся несжимаемой среде является ф-цией Ш. ч. и Рейнольдса числа. В литературе Ш, ч. часто наз. диффузионным числом Прандтля. [c.466]

Косвенные методы. Братья Мацкрле . 26 исследуя адгезию минеральных частиц в присутствии А1(0Н)з к поверхности зерна шихты при фильтрации воды, оценивали прилипание по критерию подобия адгезии Ма. Для частиц, плотность материала которых близка к плотности воды, гравитационными и инерционными силами авторы пренебрегали. При таких предположениях можно считать, что на частицу, находящуюся в движущемся потоке, у поверхности зерна фильтра действуют сила притяжения Ван-дер-Ваальса и сила сопротивления, обусловленная вязкостью среды (расклинивающим давлением тонкого слоя жидкости авторы также пренебрегали, хотя это не совсем оправдано, см. 20). Тогда на частицу взвеси будут действовать силы притяжения (см. 4) [c.20]

Выражение (8.12) носит название закона подобия Фруда, а безразмерная величина V2lgL называется числом [критерием) Фруда и обозначается Fr. Закон подобия Фруда применяют при моделировании потоков в тех случаях, когда из действующих сил решающими являются силы тяжести, например при моделировании большинства гидротехнических сооружений, истечении жидкости через водосливы, изучении волнового сопротивления, испытываемого движущимися кораблями. [c.263]

Величина зависит от формы движущегося тела, ориентации его относительно вектора скорости и безразмерных критериев подобия М-числа, Рейнольдса числа (Де), Фруда числа Рг) и др. В идеальной и несжимаемой жидкости, заполняющей безграничное пространство, Л. с. тела конечных размеров равно нулю (Д Аламбера—Эйлера парадокс). При движении того же тела в реальпо среде появляется сила Л. с., являющаяся результатом необратимого перехода части кинетич. энергии в тепло. В аэродинамике принято коэфф. Л. с. представлять в виде суммы сонротивлоний формы, трения, индуктивного, волнового и донного. Относительная величина слагаемых этой суммы зависит от формы движущегося тела, характера его поверхности, скорости и высоты полета. Например, для самолета, летящего с малой дозвуковой скоростью, Л. с. будет суммой сопротивлений формы, трения и индуктивного. Число Яе—основной безразмерный критерий подобия, функцией которого является коэффициент Л. с. [c.6]

РЕЙНОЛЬДСА ЧИСЛО — безразмерная величина, являющаяся одной из характеристик течения вязкой жидкости и равная отношению нелинейного и диссипативного членов в ур-нии Навье — Стокса Яе = ри1/г = vl/v, где V, I — характерные скорость течения и его иространственный масштаб, р, т], V — плотность среды, динамич. и кинематич. коэфф. вязкости. Р. ч. характеризует отношение инерционных сил к силам вязкости, действующим в движущейся среде. Для каждого вида течения существует критич. Р. ч., к-рое определяет переход от ламинарного течения к турбулентному. Р. ч. является критерием подобия течений вязкой жидкости. [c.303]

Теперь изменим параметры эксперимента так, чтобы течение в трубе стало турбулентным. Вновь проведем опыт N раз в идентичных условиях, чтобы получить TV реализаций турбулентного поля скорости. Убеждаемся, что все реализации турбулентного течения различны Причина различий заключается в том, что задаваемые нами режимные параметры, неизменные от опыта к опыту, в случае турбулентного течения не полностью определяют поле скорости, поскольку турбулентное течение неустойчиво к малым возмущениям поля скорости. При течении вязкой несжимаемой жидкости с постоянными свойствами в отсзлтствие внешних массовых сил (будем рассматривать только такие течения) критерием устойчивости является число Рейнольдса. Критерий Re может быть интерпретирован как соотношение характерных значений сил инерции и вязкости. Силы инерции, связанные с перемешиванием различных объемов жидкости, движущихся с разными скоростями, способствуют образованию в потоке структурных неоднородностей, характерных для турбулентного течения. Силы вязкости, наоборот, приводят к сглаживанию неоднородностей, возмущающих плавное движение жидкости. Поэтому очевидно, что течения с достаточно малыми значениями Re будут ламинарными, а с достаточно большими — турбулентными. Этот принципиальный вывод и был сформулирован О. Рейнольдсом. [c.134]

Главный момент количества движения при переходном движении жидкости в трубе определяется по формуле = Рфо м/ о- Критерий Рейнольдса для переходного режима определяется из выражения Re = Re4ro- При достижении жидкостью, движущейся [c.50]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...