Слой жидкости плоский горизонтальный

Для определения коэффициента X жидкостей н газов в широкой области параметров состояния используются следующие варианты стационарных методов метод плоского горизонтального слоя, метод коаксиальных цилиндров и метод нагретой нити. [c.303]

Метод плоского горизонтального слоя. Исследуемое вещество (жидкость, газ) помещают в зазоре между двумя плоскими горизонтально-параллель-ными пластинами, образуя слой толщиной б=0,2-н1 мм. Тепловой поток проходит от верхней пластины, имеющей более высокую температуру за счет нагревателя, через исследуемый слой к нижней пластине. [c.304]

Метод плоского горизонтального слоя. Исследуемое вещество (жидкость, газ) помещают в зазоре между двумя плоскими горизонтально-параллельными пластинами, образуя слой толщиной [c.304]

Необходимое для равновесия линейное распределение температуры (2.6) легко, например, осуществить в плоском горизонтальном слое жидкости. Для этого параллельные горизонтальные плоскости, ограничивающие слой, должны поддерживаться при постоянных, не меняющихся вдоль этих плоскостей температурах. Градиент температуры в жидком слое будет тогда вертикальным, постоянным и равным по величине 0/Л, где 0 — разность температур границ, а Л — толщина слоя. [c.14]

Этот принцип был впервые получен для плоского горизонтального слоя жидкости в работе [ °]. Общее доказательство дано в [ ]. В литературе часто употребляется мало удачное, с нашей точки зрения, название принцип смены (или обращения) устойчивости . [c.21]

Эффективность метода может быть проиллюстрирована путем сравнения приближенного решения с точным на примере тех немногих задач, для которых точное решение удается найти. Так, в случае вертикального кругового цилиндра (см. 11) второе приближение метода (две базисные функции в аппроксимации скорости) позволяет найти нижнее критическое число Рэлея с точностью до долей процента во всем интервале изменения отношения теплопроводностей жидкости и массива. В случае же плоского горизонтального слоя еще более высокую точность дает первое приближение (см. 7). [c.31]

Пусть подогреваемый снизу горизонтальный слой жидкости ограничен плоско- [c.51]

После работ Бенара и Рэлея в течение длительного времени изучалась теоретически и экспериментально лишь конвективная неустойчивость плоского горизонтального слоя жидкости. В 1946 г. работами Г. А. Остроумова было положено начало систематическому исследованию явлений конвективной неустойчивости в полостях других форм. Наиболее обстоятельно исследованы конвективные явления, и, в частности, условия возникновения конвекции в вертикальных круговых каналах [ -2]. Относящийся к этому вопросу обширный экспериментальный и теоретический материал содержится в монографии Г. А. Остроумова [3]. [c.67]

В этом параграфе мы рассмотрим конвективную устойчивость равновесия плоского горизонтального слоя проводящей жидкости, помещенной в однородное магнитное поле. Как уже указывалось, с-этой задачи началось исследование влияния поля на конвективную устойчивость. Первой была работа Томпсона [ ], в которой рассматривался слой со свободными границами. Томпсон исследовал монотонную неустойчивость, а также показал (на примере невязкой жидкости), что в присутствии магнитного поля возможна и колебательная неустойчивость. Вскоре Чандрасекар р ] независимо рассмотрел задачу о монотонной неустойчивости для случаев твердых и свободных границ слоя, а также получил решение задачи о колебательной неустойчивости слоя вязкой жидкости о свободными границами. Подробное изложение вопроса содержится в книге Чандрасекара [ . Мы приведем здесь лишь основные результаты. [c.189]

Далее будем рассматривать плоский горизонтальный слой жидкости 2) и введем нормальные возмущения, пропорциональные ехр[—+ (( х + / у)]. Из (29.4) и уравнения теплопро- [c.209]

Для количественного описания эффекта рассмотрим, следуя Р], бесконечный горизонтальный слой жидкости со свободной плоской поверхностью. Для простоты будем сначала пренебрегать объемной конвективной силой (как будет видно из дальнейшего, такое допущение справедливо в случае достаточно тонких слоев жидкости). [c.286]

Ш в а р ц б л а т Д. Л., Стационарные конвективные движения в плоском горизонтальном слое жидкости с проницаемыми границами, Изв. АН СССР, МЖГ, 1969, Ко 5, 84. [c.376]

Горизонтальный слой с обеими твердыми границами. Рассмотрим плоский бесконечный горизонтальный слой жидкости, ограниченный снизу и сверху твердыми параллельными плоскостями х = /г. На обеих плоскостях задана температура, линейно изменяющаяся с продольной (горизонтальной) координатой Z [c.202]

В отличие от ряби Фарадея, возбуждение параметрических волн горизонтальными вибрациями изучено сравнительно слабо. В работе [32] исследовалась устойчивость плоской поверхности раздела двух осциллирующих потоков, разность скоростей которых является периодической функцией времени. Рассмотрение было проведено в рамках модели идеальной жидкости для бесконечно толстых слоев жидкостей. [c.45]

СЛОЯ мы предпослали некоторые примеры точного решения уравнений Навье-Стокса (глава V). Аналогичным образом поступим и теперь остановимся сначала на некоторых случаях точного определения распределения температуры, указанных Г. Шлихтингом Будем рассматривать стационарные плоские течения несжимаемой жидкости в горизонтальной плоскости, которую совместим с плоскостью ху. Физические характеристики жидкости примем постоянными. Для такого течения [c.273]

Теплопроводность жидкого азота при давлениях, существенно отличающихся от давлений насыщения, впервые измерил Е. Боровик [224], который провел эксперименты в интервале температур —182,8- —102,5° С и давлений 11,2—99,0 атм. Исследование охватывало наиболее трудную для измерений околокритическую область и имело большое значение для выяснения различия в механизме теплопроводности жидкости и газа. В работе [224] использован метод плоского горизонтального слоя, который, по мнению Е. Боровика, позволяет создать наилучшие условия для исключения конвекции. Эффективный диаметр измерительной пластины 40,3 мм, расстояние между пластинами 2,09 мм. Для предохранения от потерь тепла вокруг верхней пластины было размещено охранное кольцо, а над ней — защитный диск. Температуры в приборе измерялись платиновыми термометрами сопротивления разность температур пластин составляла 0,3—3 град и определялась с погрешностью 0,01 град. Прибор помещался в ванну, заполненную жидким кислородом либо жидким этиленом. [c.208]

Уравнение (141) составлено на основании экспериментальных данных примерно для пятидесяти жидкостей данные получены методом плоского горизонтального слоя. Для некоторых углеводородных жидкостей А принимает значения от 3,18-10 до 4,63-10 и если при расчете не учесть этого, а пользоваться средним значением А, то можно допустить ошибку от 13 до 22%. [c.217]

Горизонтально поляризованная плоская волна отражается от свободной поверхности без изменения поляризации и без трансформации в поперечную волну, для нее / н=1- Она не возбуждает колебаний в жидкости, граничащей с твердым телом, в котором она распространяется. Передача ее от одного твердого тела к другому через тонкий слой жидкости возможна только за счет сил вязкости в этой жидкости, коэффициент прозрачности будет мал. [c.42]

Вследствие разности плотностей две жидкости, в равных количествах заполняющие плоский горизонтальный слой, при продольных колебаниях последнего с амплитудой [c.31]

Козлов В.Г.. Шатунов С.В. Экспериментальное исследование возникновения вибрационной конвекции в горизонтальном плоском слое жидкости с внутренним тепловыделением // Численное и экспериментальное моделирование гидродинамических явлений в невесомости. Свердловск УрО АН СССР, 1988. С. 79-84. [c.35]

Вопросы, связанные с устойчивым пленочным кипением на внешних поверхностях различной геометрической формы при наличии естественной и вынужденной конвекции, обсуждались рядом исследователей [4—6]. В работах [7, 8] сообщалось о результатах дальнейшего исследования процесса развития парового пограничного слоя, образующегося при пленочном кипении жидкости на плоской пластине в большом объеме, в котором учитывалась возможность развития турбулентности в паровой пленке. В работах [9, 10] был рассмотрен процесс пленочного кипения на внешней поверхности нагрева в условиях вынужденной конвекции жидкости при наличии ламинарных пограничных слоев. В проведенных недавно работах [И, 12] исследовались течения криогенных жидкостей в вертикальных трубах при высоком паросодержании потоков. Об исследовании процесса пленочного кипения жидкости в горизонтальных трубах не сообщается. При изучении максимальных и минимальных тепловых потоков отмечалось, что такие условия могут существовать в нерасслоен-ном потоке [131, но ничего неизвестно о каких-либо экспериментальных данных или теоретическом рассмотрении, относяпцгхся к этой области. [c.280]

Б е н а р а, при подогреве горизонтального слоя жидкости снизу (см. Бифуркация). При подогреве снизу плоского слоя жидкости развивается т. ы. конвективная неустойчивость, связанная с тем, что молекулярный теплоперенос не в состоянии обеспечить температурный баланс между нагретой нида. поверхностью и охлаждённой верх, поверхностью слоя. Всплывающий в результате действия архимедовой силы нагретый (более легкий) элемент жидкости вытесняет холодную жидкость, заставляя её двигаться вниз. В результате в слое устанавливается стационарное вращение элементов жидкости, к-рое при визуализации выглядит как структура упорядоченно вложенных роликов или валов. Ориентация валов в достаточно большом горизонтальном слое произвольна и зависит лишь от случайных нач. условий. Характерный масштаб зависит от толщины слоя II параметров жидкости. В жидкостях, где существенна зависимость параметров от темп-ры, существующие на нач. этапе развития неустойчивости валы с разл. ориентацией в результате эффекта взаимной синхронизации образуют связанное состояние — решётку с шестигранными ячейками. Возбуждения с любыми др. масштабами (отличными от наблюдаемого) подавляются в результате конкуренции. [c.412]

Мы переходим теперь к гидродинамическим примерам и начнем со случая плоского горизонтального слоя жидкости, который в невозмущенном состоянии вращается равномерно около вертикальной оси ). Результаты будут применимы без существенных изменений и к случаю бассейна не очень больших размеров, который находится на полюсе или где-нибудь в другом месте вращающегоса земного шара. [c.397]

При обливе плоских или слегка изогнутых горизонтально расположенных поверхностей равномерность и толщину покрытия можно регулировать в широких пределах за счет дозированной подачи лакокрасочного материала, который необходимо наносить в виде широкой плоской струи (завесы), перекрывающей всю ширину детали. Такую завесу жидкости можно получить, сливая жидкость через горизонтальный порог (плотину) или узкую щель в стенке или дне сосуда. Ламинарный поток лакокрасочного материала под действием сил поверхностного натяжения деформируется с краев сразу же на выходе из сливной и1ели. Однако на небольшом расстоянии от сливной щели средняя часть завесы становится равномерной по толщине и шириЕ1е. Если через эту часть завесы пронести с достаточно большой и равномерной скоростью изделие, то его поверхность будет покрыта равномерным слоем лакокрасочного материала. При таком способе нанесения материала (окраске наливом) кромки изделия, за исключением передней, останутся неокрашенными, так как отсеченные части струи лакокрасочного материала отклоняются в сторону от изделия вследствие действия сил поверхностного натяжения. [c.169]

Систематическое исследование проблемы конвективной устойчивости было начато известными опытами Бенара [ ], наблюдавшего возникновение ячеистой конвекции в подогреваемом снизу тонком слое спермацета. Спустя некоторое время Рэлей Р] решил задачу об устойчивости равновесия слоя со свободными границами, что послужило началом развития теории конвективной устойчивости. С тех пор горизонтальный слой жидкости был и остается излюбленным объектом изучения конвективной устойчивости. Это связано, главным образом, с тем, что область такой геометрии сравнительно легко реализуется в эксперименте и дает известные удобства в проведении тепловых и оптических измерений. Плоский горизонтальный слой представляет также большой интерес в связи с приложениями теории конвективной устойчивости в метеорологии, геофизике и астрофизике (см. об этом обзюры [c.32]

В этом параграфе мы рассмотрим задачу о возникновении конвекции в системе двух плоских бесконечных горизонтальных слоев жидкости, разделенных твердой теплопроводной прослойкой. Конечная теплопроводкость прослойки обеспечивает тепловое взаимодействие слоев жидкости. Температурные возмущения, возникшие в ОДНОМ из слоев, проникают в другой, и поэтому эти слои образуют единую систему. [c.57]

При решении задачи о конвективной устойчивости горизонтального слоя Рэлей предложил считать границы слоя плоскими и свободными. Получающиеся при этом граничные условия для скорости (5.11) позволяют получить простое точное решение задачи. Эти граничные условия, однако, являются в известной степени искусственными. В действительности свободная поверхность под действием возмущений деформируется. Поэтому следует, строготоворя, учитывать, что возникновение конвективных возмущений в жидкости приводит к искривлению свободной поверхности и появлению на ней гравитационно-капил-лярных волн. Влияние деформаций свободной поверхности на конвективную устойчивость горизонтального слоя жидкости изучалось в работах В. X. Изаксона и В. И. Юдовича рэ.зо]. [c.61]

Таким образом, термокапиллярный механизм наряду с обычным механизмом, связанным с конвективной подъемной силой, может служить причиной неустойчивости равновесия подогреваемой жидкости. Для выяснения относительной роли обоих механйзмов в возникновении конвекции Нилдом Р] было предпринято исследование устойчивости равновесия плоского горизонтального слоя с учетом как термокапиллярных, так и подъемных сил. В предположении монотонности X = 0) дело сводится к решению амплитудных уравнений для нейтральных возмуще- [c.289]

Вопрос о влиянии магнитного поля на возникновение термокапиллярной конвекции в плоском горизонтальном слое проводящей жидкости рассматривался в работе Нилда P ]. Как и в случае обычной гравитационной конвекции (см. 27), влияние поперечного магнитного поля оказывается стабилизирующим. В работе получена зависимость критического числа Марангони Вт от числа Гартмана М. При больших значениях М [c.292]

Шварцблат Д. Л., Численное исследование стационарного конвективного движения в плоском горизонтальном слое жидкости. Уч. зап. Пермск. ун-та, 1971, № 248, Гидродинамика, вып. 3, 97. [c.372]

Своеобразное течение возникает в плоском горизонтальном слое жидкости при наличии продольного градиента температуры. Интерес к такого рода течениям связан с рядом геофизических и технологических приложений. К ним относятся, в частности, атмосферная циркуляция Хэдли, некоторые типы движений в океане, коре и мантии Земли, процессы переноса в мелких водоемах, движение расплава в установках дпя получения кристаллов в горизонтальном варианте метода направленной кристаллизации (по поводу последней важной проблемы см. [1,2]). [c.202]

Слой со свободной верхней границей. Пусть горизонтальный слой жидкости имеет нижнюю твердую границу, а верхнюю — свободную свободная граница будет считаться плоской. В случае термогравитационной конвекции учет искривления свободной поверхности вносит в решение конвективной задачи поправки порядка /30 (0 — характерная разность температур), которые в рамках приближения Буссинеска малы если же существенную роль играет термокапиллярный механизм конвекции, то ситуация становится более сложной и необходим дополнительный анализ - см. [11, 12 . [c.207]

Течения неоднородных жид-0,5 1,0 костей (расслоение но плотности в вертикальном направлении). С влиянием центробежной силы при течении однородной жидкости ВДОЛЬ искривленной стенки в известной мере СХОДНО влияние изменений плотности в вертикальном направлении при течении ВДОЛЬ ПЛОСКОЙ горизонтальной стенки. Расслоение по плотности будет, очевидно, устойчивым,, если плотность снизу вверх уменьшается, и неустойчивым, если плотность снизу вверх увеличивается. Следовательно, если жидкость даже ПОКОИТСЯ, но нагревается снизу, то все же образуется неустойчивое расслоение, в котором возникают восходяш,ие и нисходя1цие вихревые образования, приводяш,ие при подходяш,их условиях к разделению горизонтального СЛОЯ жидкости на правильные шестиугольные ячейки типа пчелиных сот [ ],. [64] [109] При течении с устойчивым расслоением по плотности происходит торможение турбулентного перемешиваю1цего движения в вертикальном направлении, так как подъему более тяжелых частей жидкости, лежаш,их внизу, препятствует сила тяжести, а опусканию более легких частей, расположенных наверху, мешает гидростатическая подъемная сила. Если расслоение достаточно резкое, то торможение перемешиваю1цего движения может привести к полному затуханию турбулентности. Такое затухание турбулентности играет известную роль в некоторых метеорологических явлениях. Так, например, в прохладные летние вечера иногда можно наблюдать, как над влажным лугом при слабом ветре движутся клочья тумана с резко очерченными границами. Это показывает, что произошло полное затухание турбулентности ветра и слои воздуха скользят один по другому ламинарно,. без турбулентного перемешивания. В данном случае причиной особенно [c.472]

Нет необходимости приводить описание всех существующих методов измерений теплопроводности газов и жидкостей. Наиболее известные стационарные методы — плоского горизонтального слоя, коаксиальных цилиндров и нагретой нити — рассмотрены в ряде монографий и статей, в частности, в книгах Н. В. Цедерберга [10], Б. С. Петухова [53], Тиррелла [54]. Обсуждение многих вопросов техники эксперимента, важных деталей экспериментальных установок для исследований методом плоского горизонтального слоя можно найти в работах [23, 55, 56], методом коаксиальных цилиндров — [57—59] и методом нагретой нити — [21, 30]. В данном справочнике эти методы рассматриваются лишь в связи с оценкой качества экспериментальных результатов, полученных различными авторами. Более подробно рассмотрим новые методы, главным образом нестационарные, которые начали разрабатывать в самое последнее время и частично уже применяют для измерений теплопроводности газов и жидкостей. [c.30]

Относительный метод плоского горизонтального слоя, предложенный Христиансеном еще в конце прошлого века [227, 228], в дальнейшем неоднократно применялся для определения теплопроводности. В частности, Л. П. Филиппов [229] создал установку для измерения теплопроводности газов и жидкостей в интервале температур О—300° С при давлениях до 100 кПсм . Толщина слоя исследуемого вещества в установке составляла 0,4 мм, что препятствовало возникновению конвективного теплообмена. Для уменьшения утечек тепла с боковых поверхностей измерительной камеры были применены охранные кольцевые нагреватели. В качестве образцового вещества использовалось стекло толщиной 5 мм. Максимальная погрешность измерения теплопроводности оценивается автором [229] равной 3%. [c.204]

Оригинальным является оптический вариант метода плоского горизонтального слоя, заключающийся в том, что градиент температур в слое исследуемой жидкости определяется непосредственно, оптическим путем, на основании зависимости показателя преломления жидкости от температуры. Количество тепла, прошедшее через слой жидкости, измеряется калориметрическим способом. Этот метод был развит в работах В. П. Фрон-тасьева [230—232] для измерения теплопроводности как отдельных жидкостей, так и жидких бинарных смесей. Результаты, полученные в работах [231, 232] для воды и многих органических жидкостей, достаточно надежны. [c.204]

Позднее Пауэрс, Мэттокс и Джонстон [252] измерили теплопроводность жидкого азота в состоянии насыщения методом плоского горизонтального слоя. Измерительная камера экспериментальной установки была образована двумя никелированными дисками и припаянной к ним трубой из нержавеющей стали внутренний диаметр камеры 76,2 мм, расстояние между верхней и нижней пластинами 24,5 мм. На внутренних поверхностях пластин закреплены спаи дифференциальной термопары медь—константан, с помощью которой измерялась разность температур в слое жидкости, составлявшая примерно 5 град. На наружной стороне верхней пластины имелась спиральная канавка, в которой размещен манганиновый нагреватель. Измерительная камера со всех сторон, за исключением нижнего торца, окружена вакуумной рубашкой. Прибор был погружен в криостат, в котором поддерживалась более низкая температура, чем температура исследуемой жидкости. [c.208]

Окраска наливом представляет разновидность способа облива, прн котором лакокрасочный материал подается на плоские (или слегка изогнутые) горизонтально уложенные изделия в строго дозированном количестве. Дозирование предусматривает подачу на единицу поверхности одинакового количества материала, именно такого, при котором исключается его стекание и одновременно достигается хорошее разравнивание (растекание) на горизонтальной поверхности. С этой целью лак или краску наносят на поверхность в виде плоской струи (завесы), перекрывающей всю ширину изделия. Такую завесу можно получить, сливая жидкость через горизонтальный порог (плотину) или узкую щель в стенке или дне сосуда. Если завесу равномерно, с определенной скоростью пронести над изделием или изделие пропустить через завесу (что технически более удобно), то поверхность будет покрыта равномерным слоем лакокрасочного материала. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...