Течение вязкостно-инерционное

Вязкостное и вязкостно-гравитационное течение возможны лишь при ламинарном режиме течения жидкости, т. е. при значениях числа Рейнольдса, меньших критического. Между тем вязкостно-инерционное и вязкостно-инерционно-гравитационное течения наблюдаются как при ламинарном, так и при турбулентном режимах течения. Хотя системы безразмерных чисел (4-53)—(4-56) получены путем анализа основных уравнений применительно к ламинарному течению, они справедливы и при турбулентном течении. Это объясняется тем, что перенос количества движения и тепла за счет турбулентного обмена (т. е. пульсаций скорости и температуры) зависит от тех же чисел Ке и Ре, которые уже содержатся в системах (4-53) —(4-56). [c.47]

Влияние свободной конвекции на вынужденное течение отражает число Ог (или Ог Рг). Бели оно мало, то течение будет вязкостным или вязкостно-инерционным. При достаточно больших значениях числа Ог наблюдается переход к вязкостно-гравитационному или вязкостно-инер-ционно-гравитационному течению. [c.47]

При установившемся течении, частицы жидкости или газа находятся под действием сил давления, обусловленных внешним механическим воздействием и создающих вынужденное движение потока, вязкостных сил, возникающих в результате внутреннего трения и массовых сил, возникающих в результате воздействия силового поля на движущуюся жидкость. Воздействие массовых сил на поток также сопровождается возникновением сил давления. Инерционные массовые силы возникают при криволинейном движении теплоносителя, а также при ускоренном или вращательном движении системы, в которой имеются потоки жидкости. Гравитационные массовые силы возникают в результате воздействия на жидкость ускорения силы тяжести. [c.342]

Интуитивные соображения позволяют предположить, что при малых скоростях течения и значительной вязкости инерционные (конвективные) члены уравнений Навье—Стокса малы и ими можно пренебречь по сравнению с вязкостными. Это предположение можно обосновать, представив уравнения Навье—Стокса в безразмерном виде. Анализ таких безразмерных уравнений показывает, что вязкостные члены могут во много раз превосходить конвективные при малых числах Рейнольдса, т. е. при Re = uL/v < 1 [221. [c.305]

Дальнейшие упрощения уравнений (8-56) можно произвести, отбрасывая малые члены. При этом основной исходной предпосылкой является допущение, что вязкостные и инерционные члены имеют один и тот же порядок малости. Если бы мы пренебрегли инерционными членами, то получили бы уравнения ползущего течения, пригодные только при малых числах Рейнольдса. Если же полностью отбросить вязкостные члены, то получим уравнения идеальной жидкости, решения которых не могут удовлетворять граничным условиям на твердых поверхностях (условиям прилипания). В связи с этим, стремясь получить уравнения, пригодные для пограничного ламинарного слоя при больших числах Рейнольдса, мы должны удержать как вязкостные, так и инерционные члены. Произведем оценку порядка их величины, принимая во внимание известный уже факт малости относительной толщины пограничного слоя Ых, из которого следует, что и . Введем [c.361]

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]

Re > 1 сферичность всплывающего газового пузырька, очевидно, определяется условием We 1. Строгий анализ чисто вязкостных течений [3, 59] приводит к неожиданному выводу оказывается и при Re 1 возможная деформация всплывающего газового пузырька обусловливается только соотношением инерционных сил и сил поверхностного натяжения, т.е. числом Вебера. Дело в том, что при чисто вязкостном обтекании газового пузырька полное нормальное напряжение на его границе одинаково во всех точках поверхности раздела, т.е. оно не деформирует пузырь, а лишь компенсирует избыточное давление в пузырьке, обусловленное кривизной поверхности раздела. (Подробнее об этом будет идти речь в 5.5.) [c.203]

Преимуществами турбомолекулярных безмасляных насосов являются отсутствие необходимости в рабочей жидкости, большая скорость откачки, быстрота ввода в действие. Кроме того, насос не выходит из строя при прорыве атмосферного воздуха в этом случае лишь прекратится откачка после превышения определенной границы давления в области перехода от молекулярного течения к вязкостному. При внезапном отключении электросети насос из-за инерционности ротора некоторое время будет продолжать работу. [c.43]

Во-первых, силы объемного сопротивления почти во всей области решения в несколько раз превосходят инерционные силы, которые, в свою очередь, во много раз больше сил вязкостного взаимодействия. Во-вторых, только в области кромок входного и выходного окон, где существенны градиенты скорости инерционного и вязкостные силы играют заметную роль там же находятся и главные источники функции завихренности, определяющие характер течения. Этот расчетный факт находит и экспериментальное подтверждение. [c.207]

Моделирование литниковых систем с целью определения коэффициента расхода. В развитом турбулентном потоке вязкостные сопротивления малы по сравнению с инерционными и при достаточно больших числах Re в автомодельной области потери напора вообще не зависят от вязкости. Здесь коэффициенты сопротивлений становятся независимыми от Re. Однако течение металла с высокой турбулентностью недопустимо для легких сплавов, поэтому при литье легких сплавов такие потоки являются исключением. В интервале значений Re, характерных для потоков в литниковых каналах, коэффициенты местных сопротивлений в большинстве случаев непостоянны и являются функцией числа Re (рис. 70), что необходимо учитывать при моделировании таких систем. [c.124]

По зависимостям В - /(б) ДЛЯ всех образцов установили вязкостный и инерционный коэффициенты проницаемости на каждом режиме течения. Рассчитали также числа Рейнольдса, при которых осуществляется переход от одного режима к другому [64] [c.97]

Теоретические зависимости и результаты экспериментов по определению вязкостного и инерционного коэффициентов проницаемости соответственно для ламинарного, переходного и турбулентного режимов течения представлены на рис. 62, данные о числах Рейнольдса - на рис. 63. Как видно, экспериментальные и теоретические результаты удовлетворительно совпадают. [c.99]

Характер течения вязкой жидкости зависит от соотношения между инерционными и вязкостными силами, которое определяется числом Рейнольдса [c.151]

Практическая ценность использования отношения инерционного коэффициента к вязкостному в качестве определяющего размера ограниченна, поскольку значения аир можно найти лишь по расходным характеристикам пористой среды. При этом по расходной характеристике значение а находят на режиме ламинарной фильтрации ар — на режиме развитого турбулентного течения. Снятие расходной характеристики при развитом турбулентном течении затруднительно, особенно для пористых сред со средним размером пор от 500 мкм и менее. [c.34]

Значения вязкостного и инерционного коэффициентов ППМ, изготовленных из порошков гранулированного монель-металла, аппроксимируются выражениями а=2-10 м 2 р=1,6-10 /7" м . Способ изготовления смешивание в течение 24 ч порошков никеля и медн (70% N1, 30% Си) спекание свободно насыпанной [c.152]

Особенно сильное влияние оказывает изменение по сечению плотности жидкости. В этом случае наблюдаются два основных режима течения вязкостноинерционный и вязкостно-инерционно-гравитационный. Первый режим имеет место при относительно малых значениях числа Грасгофа второй характеризуется существенным влиянием термогравитационных сил при больших числах Грасгофа. Для разных веществ и даже для одного вещества в разных областях температуры и давления характер изменения физических свойств различен. Единого подхода для учета неизотермичности пока не существует. Поэтому следует пользоваться частными рекомендациями в основном экспериментального происхождения для каждого конкретного случая из указанных выше. [c.48]

Значительным может быть влияние переменной плотности теплоносителя на гидродинамику и теплоотдачу турбулентного потока. При слабом влиянии термогравитационных сил на вынужденное течение турбулентный поток называют вязкостно-инерционным, при заметном влиянии свобод- [c.213]

Особенно сложна проблема учета переменности свойств теплоносителя при анализе и расчете теплообмена в околокритической области состояния, где теплофизические свойства среды резко и своеобразно изменяются в зависимости от температуры и давления удельная теплоемкость, число Прандтля и коэффициент термического расширения имеют резко выраженные максимумы, немонотонно изменяются теплопроводность и вязкость, резко изменяется плотность среды. При этом коэффициент теплоотдачи зависит от плотности теплового потока или, точнее, от соотношения плотности теплового потока и массовой скорости теплоносителя, причем наряду с нормальными режимами теплообмена, когда температура стенки монотонно (при = onst) изменяется вдоль потока в соответствии с изменением температуры теплоносителя, наблюдаются и так называемые режимы ухудшенной (улучшенной) теплоотдачи, при которых температура стенки трубы имеет немонотонный (при ухудшенных режимах — пиковый) характер изменения. К настоящему времени предложено множество эмпирических формул и расчетных схем. Для расчета теплоотдачи при вязкостно-инерционном течении однофазных теплоносителей с околокри-тическими параметрами (т е. в отсутствие влияния естественной конвекции) широкое распространение получила формула [46], основанная на данных опытов с водой и диоксидом углерода. Однако применима она к нормальным и лишь частично к ухудшенным режимам теплоотдачи. [c.222]

Если подъемные сйлы, силы вязкости и инерции, действующие в потоке, соизмеримы, то такое течение называется вязкостно-инерционно-гравитационным. В этом случае влияние свободной конвекции на течение и теплообмен проявляется в виде зависимости полей скорости и температуры, а также теплоотдачи и сопротивления от числа Грасгофа (Ог) и ориентации системы в поле силы тяже- [c.315]

Так, например установлено, что в случае вязкостно-инерцион-но-гравитационного течения, т. е. течения, при котором движение описывается уравнением Навье — Стокса (с учетом сил инерции, сил вязкости, сил тяжести) справедлива функциональная зависимость Nil = Nu (Fo, X, ф. Ре, Re, Gr), где X — безразмерная характеристика рассматриваемого потока (в случае течения в трубе вдоль оси X X = x/dy, ф — параметр, характеризующий поверхность канала [c.72]

Пористые теплообменные элементы отличаются от других систем с движущейся в пористой среде жидкостью значительными скоростями фильтрации, при которых появляются и становятся все более существенными инерционные эффекты сопротивления. В таком режиме течения сопротивление проницаемой матрицы может быть представлено в виде суперпозищш вязкостной адш и инерционной /Зрг/ составляющих -модифицированное уравнение Дарси или уравнение Рейнольдса — Форш-хеймера [c.19]

Дальнейшие упрош,ения уравнений (8.65) можно произвести, не учитывая малые члены. При этом основной исходной предпосылкой является допуш,ение, что вязкостные и инерционные члены имеют один и тот же порядок малости. Если бы мы пренебрегли инерционными членами, то получили бы уравнения ползущего течения, пригодные только при малых числах Рейнольдса. Если же полностью отбросить вязкостные члены, то получим уравнения идеальной жидкости, решения которых не будут удовлетворять граничным условиям на твердых поверхностях (условиям прилипания). Поэтому, стремясь получить уравнения, справедливые для пограничного ламинарного слоя при больших числах Рейнольдса, необходимо в них учитывать как вязкостные, так и инерционные члены. Произведем оценку их порядка, принимая во внимание, что относительная толщина пограничного слоя Ых является малой величиной и, следовательно, u,j м. Введем следующие обозначения (рис. 8.21) и , Uy — проекции скорости (y = Uj. y=fi — продольная составляющая скорости на границе пограничного слоя I — характерный продольный размер (например, хорда обтекаемого профиля) б — толщина пограничного слоя. Сразу можно опеределить порядок основных величин х у б, Uj L/. Порядок производных, входящих в систему [c.329]

Схема переходного процесс а. Допустим, что мы имеем дело с устойчивым ламинарным состоянием течения, которому отвечают вполне упорядоченные закономерности. Как известно, при увеличении характерной координаты состояния — числа Рейнольдса — и достижении нижнего критического значения R kp.h ламинарное движение теряет свою устойчивость. При дальнейшем росте числа Re происходит постепенное упорядочение режима течения и система переходит в новое устойчивое состояние — развитого турбулентного течения. Для последнего характерны свои закономерности (трения, теплообмена и др.). В этой картине переходного процесса основным является смена одного порядка другим, происходящая при неограниченном росте координаты состояния числа Re, отражающего борьбу двух тенденций, двух взаимоисключающих режимов — вязкостного и инерционного. Естественно, что отсчет числа Re как координаты состояния в переходной области следует вести не от нуля, а от нижнего критического значения Rskp.h при прочих данных условиях. Известно, например, что для обычных условий течения жидкости в трубе нижнее значение Некр.н 2 300 но при тщательном устранении возмущений оно может быть доведено до и более. Это обстоятельство, равно как и учет других побочных факторов, влияющих на переходный процесс (геометрия канала, начальные возмущения и пр.), должно отразиться при выборе эмпирических констант в интерполяционной формуле. [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...