Начальный градиент трубы

Сопротивление начального участка, с одной стороны, меньше, чем сопротивление такого же участка трубы с развитой эпюрой скоростей, так как действие вязкости распространяется не на весь поток, а только на пограничный слой. С другой стороны, сопротивление больше за счет большего градиента скоростей и, соответственно, большего касательного напряжения у стенки Tq. Поэтому в целом сопротивление начального участка трубы, как показывают специальные опыты [1], мало отличается от сопротивления такой же трубы в условиях равномерного движения с нормальной эпюрой скоростей. На практике этой разницей обычно пренебрегают. [c.301]

Аналогично начальному участку гидродинамической стабилизации существует начальный участок тепловой стабилизации 1 . Качественный характер деформации эпюры температур на начальном участке тепловой стабилизации показан на рис. 2.39. Коэффициент теплоотдачи на начальных участках трубы уменьшается, так как вследствие увеличения толщины пограничного слоя растет его термическое сопротивление и падает градиент температуры. При турбулентном режиме течения ламинарный пограничный слой разрушается и коэффициент теплоотдачи увеличивается, затем стабилизируется при установившемся турбулентном режиме (рис. 2.40). На участках тепловой стабилизации коэффициент теплоотдачи принимает постоянное значение. Длина участка тепловой стабилизации при постоянной температуре стенки, при постоянных физических параметрах жидкости, при ламинарном режиме движения равна = 0,055 Ре и при турбулентном режиме / т = 50 d. [c.133]

Наиболее высокие значения коэффициент трения при турбулентном течении (как и при ламинарном) имеет в начальном участке, где происходит формирование профиля скорости. Турбулентный профиль скорости формируется намного быстрее, чем ламинарный, вследствие значительно больших касательных напряжений, определяемых заданным градиентом скорости. Например, полностью развитый турбулентный профиль скорости устанавливается на расстоянии от входа, меньшем, чем 10 диаметров трубы. Поэтому для большинства технических задач наибольший интерес представляют не потери давления, обусловленные формированием стабилизированного поля скорости, а другие источники потерь давления на входе в трубу. [c.98]

Расчет теплообмена в термическом начальном участке при ламинарном течении жидкости в круглой трубе аналогичен расчету для постоянной температуры стенки. Решению подлежит то же дифференциальное уравнение энергии (8-29), изменяется только граничное условие. Если в предыдущей задаче постоянной была температура стенки, то в рассматриваемом случае постоянен градиент температуры жидкости у стенки. Для получения решения в виде собственных значений в [Л. 9] использован метод разделения переменных и теория 158 [c.158]

При втекании из большого объема в трубку, имеющую острую кромку на входе, жидкость в начале трубы завихряется и градиент давления в непосредственной близости от входа имеет отрицательное значение (см. рис. 1). Давление по сечению трубы не остается постоянным, поэтому коэффициент сопротивления на начальном участке как характеристика потери статического давления на единице длины трубы в этом случае теряет смысл. [c.416]

Методы определения /4, — по изменению локального коэффициента тепло-обмена, Лз — по изменению локального градиента давления, Аз — по результатам сравнения энтальпии торможения и скорости, вычисленных для начального и основного участков. Л —по изменению энтальпии на оси трубы. [c.161]

Характер зависимости скорости коррозии от времени можно объяснить, сопоставив скорость подземной коррозии со скоростью подвода кислорода к объекту в грунте с учетом влияния начальных условий и вторичных явлений. Влияние начальных условий заключается в том, что в первый момент после укладки трубопровода в грунт слои последнего, непосредственно прилегающие к поверхности трубы, будут насыщены кислородом так же, как слои грунта у границы раздела земля — воздух (концентрация равна Кн). На поверхности трубы (металла) в результате реакции металла с кислородом концентрация кислорода предполагается равной нулю. В начальный момент вблизи поверхности металла возникают большой градиент концентрации и пропорциональные ему поток д кислорода и скорость коррозии К. В прилегающем тонком слое грунта содержание кислорода невелико. При большом д с течением времени оно быстро уменьшается начинает потребляться кислород, содержащийся в более удаленных слоях. С течением времени 9 и /С будут уменьшаться до тех пор, пока не установится стационарный поток кислорода от поверхности грунта к внешней поверхности подземного трубопровода. [c.43]

Оценка скорости движения границы и силы удара падающего столба жидкости о неподвижную преграду с учетом силы трения. Рассмотрим движение границы столба линейно сжимаемой жидкости как твердого тела (поршня) в круглой трубе при наличии сил тяжести и трения. Для оценки скорости движения границы выпишем следуюш ее уравнение с соответствуюш,им начальным условием (возникаюш,им из-за торможения градиентом давления на границе пренебрегаем) [c.210]

Более подробно было исследовано в трубе СТ-М изменение нограничного слоя за скачками уплотнения, образующимися у излома стенки (на клине). Клинья наклеивались на ту же пластинку, на которой исследовался пограничный слой без скачков. Интерферограммы течения за скачком на клине (рис. 9) показывают, что на начальном участке клина градиенты плотности велики в конце полки клина продольные градиенты илотности значительно меньше. Выбирая в этом участке сечение, нормальное к полке клина, можно по профилю плотности вычислить профиль скорости при обычных предположениях о постоянстве давления и температуры заторможенного потока. Сравнение профилей скоростей в пограничном слое за скачками различной интенсивности (для (5° = 6°, 14°, 18°, 22°) показывает, что профи- [c.128]

Задача о нестационарном движении жидкости в круглой цилиндрической трубе в достаточно общей постановке (для любых начальных условий и заданного закона изменения градиента давления во времени) была решена еще в 1882 г. известным русским механиком И. С. Громека Л. 33]. Применительно к различным конкретным условиям эта задача впоследствии изучалась многими авторами [Л. 34—40]. [c.71]

Уравнение (5-47) имеет тот же вид, что и уравнение теплопроводности для нестационарного поля температуры в твердом теле с внутренними источниками тепла, мощность которых изменяется во времени. Если геометрическая форма потока в трубе и геометрическая форма тела одинаковы, законы изменения во времени градиента давления и мощности внутренних источников тепла совпадают, начальные и граничные условия в обеих задачах идентичны, то решение задачи теплопроводности можно одновременно рассматривать и как решение соответствующей задачи о движении жидкости в трубе. Поскольку в теории теплопроводности известны решения ряда подходящих задач (Л. 41], то эти решения непосредственно или после некоторой переработки (например, в случае несоответствия начальных условий) можно использовать и для расчета нестационарных течений в трубах. [c.71]

На участке торможения потока в круглой трубе градиент давления в начальный момент времени больше 1, тогда как в течении между двумя параллельными пластинами градиент давления равен нулю. Разгон из состояния покоя вязкопластичной среды в круглой трубе начинается при gд( 0) = 2 и сопровождается (фиг. 56, увеличенный фрагмент) фиксированным при всех рЛ скачком производной фадиента давления [c.23]

По результатам экспериментальных исследований рассчитываются аэродинамические параметры летательных аппаратов. Но для получения истинных величин этих параметров должны быть учтены все особенности, характеризующие условия обтекания модели в рабочей части, которые могут отличаться от условий в свободном полете. Это различие связано с неодинаковыми значениями начальной турбулентности, наличием продольного градиента давлений, изменением скорости из-за ограниченного размера поперечного сечения рабочей части, неблагоприятным влиянием устройств, при помощи которых модель закрепляется в трубе, и др. [c.21]

Ют нулевую скорость, и поэтому в пленке наблюдается большой градиент скорости, а следовательно, и значительное трение. Вследствие этого скорости слоев жидкости, прилегающих к стенке, тормозятся, а в центральной части потока возрастают (так как заданный расход должен пройти через неизменную площадь сечения, а средняя скорость должна оставаться постоянной). Толщина слоев заторможенной жидкости постепенно возрастает, пока не делается равной радиусу трубы, после чего устанавливается характерный для ламинарного режима параболический профиль скорости. Участок трубы, на котором происходит стабилизация параболического профиля скоростей, называют начальным участком ламинарного течения. Длина этого участка / зависит от числа Рейнольдса и определяется по формуле Буссинеска / / = 0,065Не, (4.27) [c.164]

Жидкие металлы существенно отличаются по физическим свойствам от неметаллических жидкостей. Oihh имеют высокие температуры кипения при низких давлениях являются термически устойчивыми характеризуются высокой теплопроводностью, плотностью, а следовательно, и большой интенсивностью теплоотдачи. В отличие от неметаллических жидкостей в жидких металлах процессы молекулярной теплопроводности приобретают важную роль не только в пристеночной области, но и в турбулентном ядре потока. В предельном случае, когда X— оо, а числа Рг— 0, молекулярная теплопроводность становится основным способом переноса тепла, так как интенсивность конвективного теплообмена оказывается ничтожно малой. Температурное поле по поперечному сечению турбулентного -потока в жидких металлах имеет профиль, характерный для течения неметаллических жидкостей при ламинарном режиме в трубах (см. рис. 3-1). Поскольку в жидких металлах Рг -<1, то они характеризуются большой толщиной теплового пограничного слоя, см. уравнение (3-4)] и малой длиной начального участка тепловой стабилизации по сравнению с длиной начального участка гидродинамической стабилизации [см. уравнение (3-6)]. Малая длина участка тепловой стабилизации означает, что в жидких металлах наблюдаются значительные аксиальные температурные градиенты, которые могут иметь порядок величин, одинаковый с радиальными температурными градиентами, что в неметаллических жидкостях не имело места. Поэтому появляется необходимость учета переноса тепла за счет продольной молекулярной теплопроводности в жидких металлах при проведении как теоретических, так и экспериментальных исследований. [c.212]

Поток, входящий в канал или трубу, на протяжении некоторого начального (или входного) участка является неравномерным. На рис. 13-1 приведены два примера установившихся течений на начальном участке. Сначала основная масса втекающей жидкости не испытывает существенного влияния вязкости. На твердых стенках формируются пограничные слои, а в центре остается бессдвиговое ядро, которое вниз по течению суживается по мере роста пограничных слоев. Градиент давления dpjdx на этом участке меняется. Требование сохранения постоянства расхода обусловливает увеличение скорости в ядре в направлении движения, которая достигает некоторого максимального значения в сече-278 [c.278]

Было проведено также большое число экспериментальных исследований, имевших целью либо накопление данных о гидравлическом сопро тивлении Каналов различной формы (см. монографии И. Е. Идельчика, 1954 А. Д. Альтшуля, 1962, и др.), либо изучение структуры пограничного слоя в каналах с положительным и отрицательным градиентом давления (Н. М. Марков, 1955, и др.), либо, наконец, изучение влияния начальной неравномерности (О. Н. Овчинников, 1955 И. Е. Идельчик, 1954) и начальной турбулентности потока (В. К. Мигай, 1966 И. Т. Швец, Е. П. Дыбан и др., 1960) на характеристики течения в каналах и трубах. Одно из первых исследований структуры потока в плоском диффузоре было проведено А, Н. Ведерниковым еще в 1926 г. А. И. Лашков (1962) на основе экспериментального исследования серии конических диффузоров установил, что при больших углах раскрытия возможна реализация режима течения, характеризуемого кризисом сопротивления, подобно тому как это имеет место для плохо обтекаемых тел. Аналогичный результат ранее был получен И, Е. Идельчиком при исследовании течений в коленах (1953). [c.798]

Но было исследовано влияние рода рабочей жйдкости, а также свойств и конфигурации фитиля на запуск тепловой трубы и было получено общее описание процесса запуска тепловой трубы. Во время запуска для передачи теплоты от испарителя к конденсатору пар должен течь с относительно высокой скоростью, в итоге перепад давления вдоль оси канала оказывается большим. Поскольку осевой градиент температуры в тепловой трубе определяется перепадом давления в паровом канале, то в начальный момент температура в испарителе будет значительно выше, чем в конденсаторе. Уровень температур, достигаемых в испарителе, безусловно, зависит от рода используемой рабочей жидкости. Если количество подводимой теплоты достаточно велико, то фронт температуры будет постепенно перемещаться в направлении зоны конденсации. Во время нормального запуска тепловой трубы температура в испарителе возрастает, пока фронт не достигнет конца конденсатора. Начиная с этого момента, будет возрастать температура в конденсаторе, пока вся труба не придет в приблизительно изотермическое состояние (при использовании в качестве рабочей жидкости лития или натрия этот процесс протекает при таких температурах, когда стенка трубы нагрета докрасна, в этих условиях степень изотер-мичности трубы видна на глаз). [c.106]

Тепловые трубы с каналами, покрытыми сетками, обычно ведут себя нормально во время запуска, если только подвод теплоты не осуществляется слишком интенсивно. Кемме обнаружил, что запуск тепловых труб с открытыми каналами оказывается сложным процессом. Были зафиксированы очень большие градиенты температуры, и изотермическое состояние достигалось довольно специфическим образом. На начальной стадии подвода теплоты температура в испарителе была на уровне 525°С (рабочей жидкостью был натрий) и фронт с температурой 490°С захватывал только короткий участок зоны конденсации. Для того чтобы выйти на приблизительно изотермические условия, увеличивали количество подводимой теплоты. Однако при этом температура в испарителе возрастала неравномерно на наиболее удаленном от конденсатора конце испарителя температура достигала 800°С. Температура большей части испарителя оставалась равной 525°С, и между двумя температурными зонами существовал резкий перепад. [c.106]

Решение уравнения движения для нестационарного ламинарного течения жидкости в каналах ие представляет принципиальных трудностей. Для круглой цилиндрической трубы вдали от входа оно решено для любых начальных условий и заданного закона изменения градиента давления во времени в 1882 г. И. С. Громека. Обзор подобных работ для плоской и круглой труб и решения при ступенчатом и периодическом изменении во времени градиента давления даны в книге Б. С. Петухова [60]. Значительное число работ посвящено теоретическому исследованию нестационарного пограничного слоя. Обзор работ, выполненных до 1959 г., представлен в работе Стевартсона [158]. В работе В. В. Струминского [69] изложена теория ламинарного нестационарного пограничного слоя на профилях произвольной формы и на телах вращения. В работе Янга и Оу [169] с использованием вычислительных машин найдены выражения для профилей скорости и касательного напряжения на стенке во входных участках круглой и плоской труб нри произвольном законе изменения скорости на входе. [c.44]

Опыты по изучению ионизационной релаксации в аргоне были проведены Петшеком и Байроном [35] на ударной трубе. Чтобы расширить неравновесную область и увеличить времена релаксации, сделав их доступными для измерений, работа велась при весьма низких начальных давлениях аргона. Наиболее надежные измерения были сделаны при Ро=2 мм рт. ст. Распределение электронной плотности в ударной волне определялось путем регистрации сплошного спектра свечения, которое возникает при элек-трон-ионной рекомбинации и интенсивность которого в данном сечении х ударной волны пропорциональна квадрату плотности электронов (газ прозрачен для излучения). Кроме того, проводились зондовыеизмерения градиентов электронной плотности, которые согласовывались с измерениями свечения. Опыты показали, что ширина зоны релаксации, которая в значительной мере определяется скоростью начальной ионизации, сильно зависит от степени очистки аргона, т. е. в образовании затравочных электронов существенную роль играют примеси (с низкими потенциалами ионизации). [c.395]

Эта аэродинамическая труба специально приспособлена к исследованиям на скользящем крыле. Имеется большое количество данных о неустойчивости и переходе, к турбулентности для модели крыла, использованной в данной работе [1]. Модель с хордой с = 500 мм и размахом 2100 мм (фиг. 1, а) представляла собой плоскую пластину толщиной 25 мм, изготовленную из полированного алюминия с передней кромкой из перевернутого LARK-Y-профиля, обрезанного в самой толстой части. Пластина была установлена под углом скольжения 45 и под небольшим отрицательным углом атаки =1° для устранения пика разрежения и возможного отрыва потока. Для создания желательного градиента давления над пластиной располагалась профилированная стенка. Для близкого моделирования условий потока на крыле бесконечного размаха использовались концевые шайбы, имевшие контуры линий тока на внешнем краю пограничного слоя. Чтобы гарантировать идентичные начальные условия вдоль размаха крыла, использовано специальное сопло (фиг. 1, б). Эта установка является одной из наиболее адекватных для фундаментальных исследований по неустойчивости поперечного течения [1]. [c.44]

Число поправок можно уменьшить путем тщательной проработки отдельных элементов и всей конструкции аэродинамической трубы и последующей отладки ее в процессе эксплуатации. Соответствующим подбором очертаний стенок сопла и рабочей части можно значительно снизить продольный градиент и тем свести к минимуму погрешность эксперимента, сделав излишней поправку на его влияние выполняя модели возможно малыми, уменьшают загромождение потока расположив в форкамере детурбулизирующие сетки, можно уменьшить начальную турбулентность в рабочей части, приблизив ее по величине к соответствующему значению в атмосфере, и т. д. [c.21]

На рис. 197 дана схема и кривые распределения коррозионного тока и потенциала, полученные в опыте на модельном трубопроводе, проходящем через границу песка и глины 10%-ной влажности. Модель собиралась из отдельных секций (колец трубы), изолированных друг от друга тонкими эбонитовыми про кладками. Между секциями включались сопротивления (г) по 3 ома, с помощью которых по величине падения погенциала измерялся ток, проходящий через каждый участок трубы. Кривые показывают, что начальные потенциалы железа в глине на 0,15 в отрицательнее, чем в песке. При замыкании секций трубы максимальный градиент потенциала, максимальные плотности катодного и анодного тока и изменение полярности трубы имеют место довольно точно на границе раздела глина — песок. Проведенные измерения указывают на наличие сильной коррозии за счет вознргкшего тока неодинаковой аэрации. Известно, что скорость коррозии отдельных образцов железа, целиком находящегося в глинистой почве (т. е. когда коррозионный процесс целиком обусловлен деятельностью микропар), очень мала по причине сильного торможения катодных процессов вследствие малой проницаемости кислорода. На исследуемом модельном трубопроводе, тем не менее, максимальные коррозионные поражения наблюдаются именно на участке трубы, проходящем через глину. Увеличение скорости коррозии на участке трубы, лежащем в глине, связана с работой макропары, катодный участок которой находится в песке, а анодный — в глине. Если отдельные секции модельного трубопровода не контактировать между собой, то более сильная коррозия, как и следовало ожидагь, наблюдается на отрезках трубопровода, лежащих в песчаной почве. [c.376]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...