Пограничный слой ламинарный пристенный

Механизм переноса теплоты в турбулентном пограничном слое значительно сложнее, чем в ламинарном, и пока еще не совсем ясен. В ламинарном пограничном слое теплота переносится путем теплопроводности и конвекции. В пристенной части пограничного слоя, где скорость жидкости очень мала, теплота переносится в основном теплопроводностью. С увеличением расстояния от стенки (в пределах пограничного слоя) продольная скорость потока увеличивается Ти вместе с ней увеличивается интенсивность переноса теплоты конвекцией. В турбулентном пограничном слое, в его турбулентной части в результате пульсаций скорости происходит непрерывное перемешивание макрочастиц жидкости. Если в пограничном слое имеется поперечный градиент температуры, то процесс перемешивания приводит к дополнительному переносу теплоты. Перенос теплоты через турбулентный пограничный слой более интенсивен, чем через ламинарный. [c.129]

В настоящее главе рассмотрены следующие процессы взаимодействия неограниченного и струйного потоков с пластиной а) теплообмен в ламинарном пограничном слое, осложненный действием градиента давления теплообмен в турбулентном пограничном слое, осложненный действием градиента давления б) теплообмен в пристенном пограничном слое, осложненный действием градиента давления и высокой степенью турбулентности внешнего течения описание режимов течения, в пристенном пограничном слое приведено в специальной литературе [5, 94]. [c.159]

Механизм переноса теплоты в турбулентном пограничном слое пока еще не совсем ясен. В ламинарном пограничном слое теплота переносится путем теплопроводности и конвекции. В пристенной части пограничного слоя, где скорость жидкости мала, теплота переносится в основном теплопроводностью. С увеличением расстояния от стенки (в пределах пограничного слоя) продольная скорость потока увеличивается и вместе с ней увеличивается интенсивность переноса теплоты конвекцией, В турбулентном пограничном слое, в его турбулентной части в результате пульсаций скорости происходит непрерывное перемешивание макрочастиц жидкости. Если в пограничном слое имеется поперечный градиент темпера- [c.276]

Турбулентные пульсации скорости могут проникать в ламинарный пограничный слой из внешнего турбулентного потока. Турбулентные пульсации могут также возникать в пристенной части пограничного слоя [55, 80]. [c.308]

Изменение относительной скорости и /и о в зависимости от г/В на начальном участке трубы при ламинарном режиме течения показано на рис. 2.4. Профил . скорости I на входе в трубу может быть произвольным. На некотором начальном участке трубы, вследствие действия сил внутреннего трения, он изменяется и стремится принять форму 4, соответствующую стабилизированному течению. Известно, что на участке трубы с установившимся профилем скорости потери энергии на трение минимальные. Вследствие действия сил внутреннего трения и прилипания жидкости к стенке, на начальном участке трубы возникает пристенный пограничный слой заторможенной жидкости. Толщина этого слоя растет вниз по течению до тех пор, пока он не заполнит все сечение трубы. [c.102]

Уравнения (2.85) —(2.87) описывают течение жидкости в тонком пристенном слое и называются уравнениями пограничного слоя, причем уравнение (2.85) является уравнением движения, (2.86) — неразрывности потока и (2 87) — энергии. Они справедливы для двухмерных ламинарных стационарных течений несжимаемой жидкости с постоянными физическими свойствами. В отличие от уравнений (2.52)-(2.55), здесь введена диссипативная функция Ф, равная [c.110]

Второй причиной интенсификации процесса теплообмена при испарении является нарушение пристенного пограничного слоя очаговыми процессами испарения. При испарении жидкости при обычном температурном давлении объем вещества увеличивается примерно в 10 раз, а при конденсации пара происходит такое же уменьшение объема. В результате очаговых процессов испарения и конденсации происходит нарушение структуры ламинарного пограничного слоя, что ведет к интенсификации тепло- и массообмена. Особенно ярко этот эффект проявляется при испарении в вакууме, когда изменение объема при фазовых превращениях достигает порядка 10 . Это приводит к увеличению коэффициентов теплообмена примерно на один порядок. [c.28]

Течение в пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным переход от одного к другому определяется критическим числом Рейнольдса. В силу свойства прилипания жидких или газовых частиц к твердым поверхностям в пристенном пограничном слое скорость на обтекаемой стенке равна нулю (исключая случаи разреженных газов), а при удалении от нее по нормали приближается к скорости потенциального потока невязкой жидкости, обтекающего ту же поверхность. Грани-цей пристенного пограничного слоя служит условная линия, в точках которой скорость отличается от скорости безвихревого потока на заданное малое значение (0,5 %, 1,0 %,. ..). Расстояние 5 от стенки до этой границы называется толщиной пограничного слоя. При малых числах Рейнольдса 5 может быть весьма большой, при больших числах Re отношение Ых (рис. 1.33, 1.34) мало. С учетом этого можно существенно упростить уравнения движения. [c.41]

Струйный пограничный слой. В отличие от пристенного слоя струйный образуется при вытекании струи из отверстия или сопла в безграничную среду той же плотности и вязкости. Если, например, струя вытекает из бесконечно узкой щели и сохраняется ламинарный режим, то картина течения имеет вид, приведенный на рис 1.35. Между осью [c.42]

Переходя к выводу основного дифференциального уравнения движения вязкой среды в области ламинарного пограничного слоя, сосредоточим в настоящем параграфе внимание лишь на случае плоского, пристенного стационарного скоростного пограничного слоя. В последующих параграфах настоящей главы будут рассмотрены более сложные случаи как нестационарных, так и пространственных течений, причем не только в пристенных, но и в свободных пограничных слоях. [c.443]

Рассмотренные в настоящем параграфе точные подобные решения уравнения пристенного пограничного слоя при степенном задании скорости на внешней границе 11 = сх могут с успехом служить и в общем случае не степенного задания внешней скорости, но для описания лишь местного характера движения в пограничном слое при ускоренном V > 0, р > 0 конфузорный участок пограничного слоя) или замедленном (С/ < 0, Р < 0 диффузорный участок пограничного слоя) движениях во внешнем потоке. Расширение такого толкования подобных решений приводит к излагаемому в следующих параграфах методу обобщенного подобия расчета ламинарного пограничного слоя при произвольном распределении скорости V (х) на внешней границе пограничного слоя. [c.459]

Среди разнообразных применений метода обобщенного подобия в теории ламинарного пограничного слоя остановимся в настоящем параграфе на двух пристенных слоях на проницаемой новерхности (отсос или сдув жидкости с твердой поверхности) и МГД-пограничном слое в потоке электропроводной жидкости. [c.480]

Закон изменения скорости на внешней границе теплового пограничного слоя вдоль поверхности теплообмена в первом приближении определяется из расчета вихря по методике, изложенной в пункте 6.5. В зависимости от интенсивности циркуляции вихря, так же как и на передней части цилиндра, будет образовываться ламинарный или турбулентный пограничные слои. В случае турбулентного пограничного слоя вблизи поверхности тела всегда можно выделить область, в которой распределение всех параметров будет определяться закономерностями пристенной турбулентности. Этот вывод подтверждается известными опытными данными о слабом влиянии граничных условий (градиента давления, пульсаций в потоке жидкости, распределение температуры стенки и т. п.) на закон теплообмена турбулентного пограничного слоя. [c.172]

В пределах рассматриваемого участка струи можно наблюдать переход ламинарного пристенного пограничного слоя в турбулентный. Согласно данным [9], если входное сопло, из которого истекает струя, имеет небольшое поджатие, не устраняющее начальные возмущения, то пристенный слой чаще всего будет турбулентным на всем протяжении. Если же сопло обеспечивает [c.89]

Длина ламинарной части свободной струи. Для определения местоположения сечения перехода можно воспользоваться аналогией между переходом пристенного ламинарного пограничного слоя в турбулентный вблизи тонкой плоской пластины, обтекаемой в продольном направлении безграничным потоком и переходом ламинарной свободной струи в турбулентную [30]. [c.121]

Таким образом, для применения диффузионной теории необходимо рассмотреть перенос тепла отдельно в трех зонах пограничного слоя пристенном ламинарном слое, переходном слое и на границе турбулентной зоны потока. [c.318]

Поскольку перенос поперек турбулентного пограничного слоя намного интенсивнее, чем в ламинарном слое, это способствует выравниванию скоростей и температур. Профили скорости и температуры в турбулентном ядре пограничного слоя более плоские по сравнению с ламинарным пограничным слоем. Основное изменение скорости и температуры происходит в тонком пристенном слое жидкости, в котором затухают турбулентные пульсации и который называется вязким подслоем. Изменение температуры и скорости в вязком подслое происходит по закону прямой линии. Вязкий подслой представляет собой основное термическое сопротивление переносу теплоты между жидкостью и стенкой. Это сопротивление тем больше, чем больше толщина вязкого подслоя бп и чем меньше теплопроводность жидкости. [c.262]

Развитие ламинарного режима в трубе можно представить следующим образом. Пусть, например, жидкость входит в трубу из резервуара большого размера и кромки входного отверстия. хорошо закруглены. В этом случае скорости во всех точках входного поперечного сечения будут почти одинаковы, за исключением весьма тонкого так называемого пограничного (или пристенного) слоя вблизи стенок, в котором вследствие прилипания жидкости к стенкам происходит почти внезапное падение скорости до нуля. Поэтому кривая скоростей во входном сечении может быть представлена достаточно точно в виде отрезка прямой (рис. 4.8). [c.107]

Экспериментальными исследованиями ряда ученых (Л. Прандтль, Г. А. Гуржиенко и др.) было установлено, что при турбулентном режиме движения основную часть потока занимает его ядро (рис. 35), в котором имеет место турбулентное движение, а около стенок трубы существует пограничный слой, который, в свою очередь, можно подразделить на тонкий ламинарный (пристенный) слои, расположенный непосредственно у стенки, и также тонкий переходный слой, являющийся переходной зоной от ламинарного движения к турбулентному. [c.75]

Согласно Даклеру [168], кольцевая пленка жидкости, взаимодействующая на поверхности раздела с газовым потоком, ведет себя аналогично пристенному слою той же толщины в однофазном потоке. По этой теории пограничный слой разделяется на ламинарный подслой, промежуточную и турбулентную области, безразмерная ск ipo Tb в которых определяется уравнениями [c.212]

В случае вдува гелия, азота и углекислого газа, начиная с параметров вдува F = 0,01 0,03 и 0,0А, соответственно, термоанемоие-трические измерения температуры показали появление в пристенной области пластины практически изотермической зоны. При максимальном значении параметра вдува F = 0,112 высота последней в случае вдува углекислого гйза достигала 15 мм. Отсутствие крупномасштабных пульсаций скорости и концентрации, характерных для турбулентной области пограничного слоя, указало на ламинарный режим течения в этой зоне. [c.133]

Полуограниченная струя. Струя, распространяющаяся с одной стороны вдоль твердой стенки, а с другой соприкасающаяся с безграничной средой жидкости, называется полуограниченной. Простейшим случаем полуограни-ченной струи можно считать распространение ее вдоль плоской поверхности. Основной особенностью полуограниченной струи является то, что с внешней стороны она распространяется как свободная струя, а со стороны твердой поверхности испытывает тормозящее воздействие, в результате чего вдоль твердой поверхности образуется пристенный пограничный слой ППС (рис. 23, а). Сечение, в котором струйный пограничный слой смыкается с пристенным слоем, называется переходным. От начального до переходного сечения простирается начальный участок. На этом участке между струйным и пристенным пограничными слоями располагается ядро струи. За переходным сечением лежит основной участок струи. В зависимости от режима течения пристенный слой может быть ламинарным или турбулентным. Его толщина бс определяется в соответствии с режимом течения но формулам (100) или (101). [c.89]

Применение диффузионной теории переноса для турбулентных потоков сред, у которых Ргф, осложняется отсутствием подобия температурных и скоростных полей в ламинарном пристенном пограничном слое. Помимо этого, в турбулентной зоне потока коэффициенты турбулентного переноса количества движения и тепла могут быть различными. Особую сложность представляет использование коэффициента турбулентного переноса тепла для промежуточного, так называемого буферного слоя (рис. 126). Причина этой сложности заключается в том, что перенос тепла из турбулентной зоны потока возмущенными клочкообразными массами среды осуществляется через промежуточную зону с затуханием возмущенных турбулентных масс и с участием нестационарного процесса переноса тепла в ламинарный пограничный слой. В этих условиях неизбежно возникает температурная неоднородность. Поэтому в переходном промежуточном пограничном слое турбулентного потока нельзя принять атурб = Vтypб ( Р турб=1)-В связи с этим применение диффузионной теории для переходного пограничного слоя значительно осложняется, особенно при больших неравенствах Рг" . [c.318]

Таким образом, гипотеза ностоянной турбулентной вязкости приводит к безразмерным уравнениям Навье — Стокса, в которых число Рейнольдса зафиксировано для всех режимов. Следовательно, течение, описываемое решением этой задачи, будет обладать свойством автомодельности, т. е. при изменении расхода и размеров системы (нри сохранении геометрического подобия) относительные поля скоростей и давления не изменяются. Таким важным свойством действительно обладают практически все развитые турбулентные потоки, резко отличаясь в этом отношении от потоков ламинарных и приближаясь к потокам невязким. Сюда относятся пе только свободиотурбулентные течения, но и гораздо более широкий класс турбулентных движений, характеризующшгся иаличие.м макроскопических вихрей, например отрывные течеиия, а также закрученные потоки. Правда, присутствие твердых стенок делает отмеченную автомодельность лишь приближенной, по тем более точной, чем выше скорость течения, так как тем меньшую роль играют пристенные пограничные слои, связанные с действием молекулярной вязкости. [c.215]

Картины потока свидетельствуют, в частности, о том, что на тыльной стороне омываемых труб наблюдается циркуляционное течение и область ср 90° имеет во внешнем течении, в пристенной части, поток, скорость которого направлена навстречу основному течению. В соответствии со схемой, показанной на рис. 1.8, наблюдается следующая структура потока. В передней части труб на криволинейной стенке образуется ног аничный слой с отрицательным продольным градиентом давления. Внешний поток имеет повышенную турбулентность, что усиливает обменные процессы в пограничном слое. При ср=80- -90 пограничный слой отрывается, формируя в тыльной части циркуляционную зону. В тыльной части трубы создается возвратный пограничный слой с циркуляционной зоной во внешнем течении. Структура пограничного слоя может быть и турбулентной, и ламинарной. Внешний поток при Ке 2000 всегда турбулентный. Турбулентность внешнего потока соответствует турбулентности струйного течения. Все параметры указанных отдельных участков потока зависят от геометрии пучков, чисел Ке, Ти и Рг, а также от температурных условий. Поскольку при омывании пучков большую роль играют отрывные течения, ниже приводится анализ закономерностей теплообмена в этом случае. [c.7]

Как уже отмечалось, в непосредственной близости стенка препятствует перемешиванию, и, следовательно, можно предположить,, что пристенная часть пограничного слоя будет находиться в режиме, близком к ламинарному. Этот тонкий участок квазиламинарно-го пограничного слоя называется вязким подслоем (иногда эгот участок называют также ламинарным подслоем). Более поздние исследования показали, что в вязком подслое обнаруживаются пульсации, проникающие из турбулентного ядра, од како корреляция между ними отсутствует [коэффициент Я (1.1.5) равен нулю]. Поэтому согласно формуле (1.1-9) дополнительные касательные напряжения не возникают. [c.27]

На рис. 4-22 представлены эпюры, сформировавшиеся в конце начального участка (в сечении А3А3) при ламинарном и при турбулентном движении. Как видно, максимальная толщина пограничного пристенного слоя в напорной круглой трубе (имеющая место в сечении Л Аз) равна половине диаметра трубы. [c.158]

Потоки, в которых толщина пристенного ламинарного слоя превышает высоту неровностей стенки трубы, называют турбулентными в гидравлически гладких трубах. Такие потоки всегда наблюдаются при Ке < 10000 и характеризуются несколько меньшей интенсивностью роста потерь напора с увеличением средней скорости. Потоки, в которых толщина пограничного ламинарного слоя меньше высоты н вностей, называют турбулентными потоками в шероховатых трубах. [c.87]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...