Движение — Устойчивость жидкости

Применительно к рассматриваемому случаю кипения жидкости на плоской поверхности нагрева это означает, что скорость Wnp представляет собой максимальную скорость, с которой может удаляться образующийся на поверхности нагрева пар. Если скорость пара превысит значение w n,,, то движение утратит устойчивость, т. е. возникнет кризис кипения. [c.473]

Экспериментальные наблюдения показывают, что при движении в маловязких жидкостях газовые пузыри, объем которых превышает 50 см , дробятся, распадаясь на более мелкие устойчивые пузырьки. Теории дробления газовых пузырьков не суш,ествует. Имеюш,иеся в этой области теоретические исследования показывают, что при безотрывном обтекании поверхность газовых пузырей сохраняет устойчивость. Этот вывод находится в хорошем соответствии с опытами, ибо сферические и эллипсоидальные пузыри, большая часть поверхности которых обтекается без отрыва потока, действительно не подвержены дроблению. В той области размеров пузырей, где происходит перестройка их формы от эллипсоидальной к сферическому сегменту (область 4, рис. 5.6), всплывание пузырей, как уже отмечалось, сопровождается пульсациями формы и траектории движения. Но пузыри в этой области размеров, как правило, не дробятся из-за стабилизирующего действия сил поверхностного натяжения, ибо кривизна поверхности таких пузырьков еще не слишком мала. [c.224]

При изоэнтропийном движении объемно устойчивой по отношению к давлению капельной жидкости ее температура вдоль потока изменяется, как известно, весьма слабо. В связи с этим процесс течения (до начала испарения в потоке) практически можно считать адиабатно-изотермическим. [c.156]

Известно большое значение процесса барботажа и уноса для проектирования ответственных аппаратов в различных отраслях техники. Однако изучение устойчивости динамического двухкомпонентного слоя, т. е. слоя, существующего лишь в процессе движения, получило развитие сравнительно недавно. Формы совместного движения газа и жидкости или двух несмешивающихся жидкостей исключительно многообразны и охватывают различные случаи от движения двух потоков, взаимодействующих только на одной непрерывной поверхности раздела, до движения потока, в котором обе фазы раздроблены и структура смеси весьма неустойчива. [c.324]

Румянцев В. В. О движении и устойчивости твердого тела с ротором и жидкостями, обладающими поверхностным натяжением.— В кн. Введение в динамику твердого тела с жидкостью в условиях невесомости. Математические методы в динамике космических аппаратов. М. ВЦ АН СССР, 1968, вып. 6, с. 222—249. [c.30]

Механическая аналогия (вибрация вращающегося вала), рассмотренная в настоящей статье, помогает проанализировать вопросы устойчивости жидкости, нагреваемой снизу. Сравнение движения двух идентичных потоков жидкости, один из которых нагревается снизу, показало, что в данном диапазоне изменений определяющих параметров, нагрев жидкости снизу вызывает большие скорости движения жидкости и более интенсивную теплоотдачу. В некоторых случаях тепловой поток получается даже противоположным по направлению. [c.197]

В формуле Эйлера рассматривается изменение количества движения секундного объема жидкости, протекающей по колесам гидромуфты. Однако при этом не учитывалось еще и то обстоятельство, что количество движения жидкости изменяется также и за счет ее трения на границах этих колес. Поскольку величины моментов трения в значительной степени зависят от разности скоростей, го в гидромуфтах, предназначенных для работы со значительными скольжениями, учитывать эти величины обязательно потому, что силы трения влияют на жесткость характеристики гидромуфты, а следовательно, и на устойчивость привода в целом. Кроме того, силы трения существенно влияют на глубину регулирования по моменту. [c.269]

Более сложный характер зависимости от наблюдается при противоточном движении жидкости и газа в вертикальных трубах. В области малых скоростей легкой фазы восходящий поток газа тормозит стенание жидкой пленки и увеличивает ее толщину (рис. 15). Этот процесс идет до тех пор пока не возникнет обратное (подъемное) движение наружных слоев жидкости, что приводит к потере устойчивости захлебыванию канала и в конечном итоге к возникновению прямоточного восходящего движения. Характер изменения 8 от скорости газа при восходящем движении пленки аналогичен тому, который имеет место при нис- [c.206]

В связи с обсуждаемой задачей отметим давнюю работу [5], в которой в рамках линеаризованной модели потенциального движения идеальной несжимаемой жидкости рассматривалась устойчивость плоского слоя, ускоряемого постоянно действующим перепадом давления с двух сторон слоя. Авторы обнаружили неустойчивость поверхностей слоя по отношению к гармоническим возмущениям любой длины волны с экспоненциальным ростом амплитуды возмущений со временем (при этом, разумеется, гармонический вид возмущений сохраняется). Скорость нарастания возмущений увеличивается при уменьшении длины волны. Показано, что учет поверхностного натяжения, препятствующего развитию наиболее коротковолновых возмущений, выделяет длину волны наиболее быстро растущего возмущения. Тот же результат получен при приближенном учете упругих свойств среды. [c.206]

Максвелл описывает метод исследования этого явления, которого большею частью придерживались почти все дальнейшие исследователи. В этом методе он пользуется тем видом движения в вязкой жидкости, который можно считать тщательно разобранным, а именно — он предполагает существование так называемого пластинчатого движения, тогда как хорошо известно, что если будет превзойдена некоторая критическая скорость, этот вид движения становится неустойчивым и уступает место вихревому движению, некоторые детали которого до настоящего времени в достаточной мере не поддаются математической теории. Изучаемая вязкая жидкость помещается в пространство, образуемое двумя концентрическими цилиндрами с радиусами а и Ь (Ь у> а). Внешний цилиндр радиуса Ь остается неподвижным, а внутреннему цилиндру радиуса а придается равномерное вращение с угловой скоростью ш. Когда движение примет устойчивый характер, частица Р на расстоянии г от оси равномерно вращается по кругу со скоростью v. [c.244]

На этом рисунке показано также направление пары (1). Если эллипсоид 5 движется в направлении своей наименьшей оси ОВ, то пара (1) стремится ликвидировать любое малое отклонение движения от этого направления. Наоборот, если направление движения совпадает с наибольшей осью ОА эллипсоида 5, то эта пара будет увеличивать любое отклонение движения. Если же направление движения совпадает с направлением средней по величине оси эллипсоида 5, то в зависимости от направления скорости возмущения эта пара будет либо восстанавливать это движение, либо нет. Таким образом, когда в жидкости движется тело произвольного вида, то движение будет устойчивым только в том случае, если тело движется вперед своей широкой стороной. [c.497]

Если верхняя жидкость течет со скоростью Шх относительно нижней, то теория показывает, что возникающие волны устойчивы только в том случае, если их длина достаточно велика. Короткие же волны, подобно тому, как это было показано в 7 для движения двух потоков жидкости вдоль поверхности раздела, неустойчивы, что приводит к перемешиванию обеих жидкостей в промежуточной зоне это перемешивание восстанавливает устойчивость течения. При увеличении скорости 71 граница между неустойчивостью и устойчивостью перемещается в сторону волн с большей длиной. Волны такого рода могут возникать также в атмосфере на границе двух слоев воздуха разной плотности, движущихся относительно друг друга иногда эти волны делаются видимыми благодаря образованию так называемых волнистых облаков. [c.134]

В главе IV были рассмотрены простейшие решения точных дифференциальных уравнений установившегося движения вязкой несжимаемой жидкости. На основании сказанного выше эти решения определяют класс пока только возможных простейших установившихся движений вязкой несжимаемой жидкости, которые получили название ламинарных течений. Вопрос же о реальной осуществимости этих возможных простейших движений должен решаться отдельно либо с помощью непосредственной экспериментальной проверки основных особенностей ламинарных течений, либо с помощью теоретических исследований условий устойчивости этих течений. Экспериментальная проверка основных особенностей ламинарного течения, например, в круглой цилиндрической трубе показала, что для осуществимости ламинарного движения необходимо выполнение двух условий. Первое из этих условий заключается в том, что число Рейнольдса не должно превышать своего критического значения, т. е. [c.385]

Прежде чем переходить к исследованию устойчивости отдельных ламинарных течений, установим общие уравнения для возмущённого движения вязкой несжимаемой жидкости и некоторые интегральные соотношения для этого движения. [c.388]

Уравнения движения и общая постановка задачи устойчивости движения тела с жидкостью [c.183]

Решению (3.3.6) соответствует некоторое движение тела с жидкостью это движение примем за невозмущенное и поставим вопрос об его устойчивости. При этом естественно было бы рассма ивать устойчивость по отношению к переменным q, q, v и / , где вектор v включает бесконечное число (континуум) [c.184]

В общем случае, когда о характере движения жидкости не делается каких-либо специальных предположений, задача об устойчивости движения тела с жидкостью в такой постановке представляет значительные трудности. [c.184]

Монография посвящена исследованию устойчивости равновесия неравномерно нагретой жидкости и стационарного конвективного движения. Рассматривается конвективная устойчивость вязкой несжимаемой жидкости в полостях разной формы. Исследуется влияние на устойчивость различных факторов — магнитного поля, вращения, неоднородности состава, модуляции параметров, внутренних источников тепла, капиллярных эффектов и пр. Основное внимание уделяется изучению спектров возмущений, определению границ устойчивости и формы критических движений. Излагаются также основные результаты нелинейных исследований конечно-амплитудных движений. Рассматривается устойчивость плоскопараллельных конвективных течений. [c.2]

Исследование конвективной устойчивости жидкости в. вертикальных каналах мы начнем с рассмотрения канала кругового сечения (задача Г. А. Остроумова [ " ]). Этот случай представляет, несомненно, наибольший интерес с точки зрения разнообразных приложений. Он важен также и потому, что система уравнений нейтральных возмущений в этом случае решается точно, и определяется весь спектр критических движений и критических градиентов температуры. [c.71]

Ляпунов Александр Михайлович (1857-1918) — выдающийся русский математики механик. После окончания Петербургского университета с 1885 по 1902 г. работал в Харьковском университете. В связи с избранием в Российскую академию наук в 1902 г. переехал в Петербург. Скончался в Одессе в 1918 г. Создатель математической теории устойчивости равновесия и движения (основная работа Общая задача об устойчивости движения , 1892 г.), автор центральной предельной теоремы в теории вероятностей (1900 г.), трудов по движению тел в жидкостях, по фигурам равновесия вращающейся жидкости, по теории потенциала. Научные заслуги А. М. Ляпунова получили всемирное признание он был избран почетным членом многих университетов, чле-ном-корреспондентом Парижской академии наук, иностранным членом Римской академии наук и др. [c.17]

Кораблестроение, теория движения тела в жидкости, волны и волновое сопротив-ление на воде, устойчивость плавания, суда на воздушной подушке, явление кавитации, движение в воде с большими скоростями, подводный взрыв, глиссирование, гибкие подводные контейнеры. [c.28]

Уравнения (8.10) описывают по меньшей мере две неустойчивости, которые были найдены в лазерах и в гидродинамике независимо. При Л <0 (г<1) нет лазерной генерации (жидкость в покое), а при Л > О (г > 1) устанавливается лазерная генерация (конвективное движение) с устойчивыми, не зависящими от времени значениями I, т], С. Кроме этой хорошо известной неустойчивости возникает новая, если выполняются условия [c.209]

В работе представлена также общая теория стационарных движений динамической системы с группой симметрии. Изложены специфические для стационарных движений определения устойчивости и неустойчивости. При этом консервативность системы не предполагается, так что результаты применимы не только к различным режимам вихревых течений идеальной жидкости, но и, например, к движениям вязкой жидкости. [c.239]

Как продемонстрировано в предыдущих главах, вблизи оси колоннообразного вихря существует область твердотельного вращения. Поэтому полезно отдельно рассмотреть такой случай, тем более что он хорошо отражает другой случай, связанный с движением и устойчивостью жидкости во вра-н(ающихся сосудах [Гринспен, 1975]. Вначале проанализируем распространение плоских волн, зате.м - осесимметричных, а также опишем явление так называемого столба Тейлора. [c.172]

Как отмечалось выше (см. 5.2), при Ке < Ке р в потоке имеет место упорядоченное параллельно струйное движение частиц (рис. 5.5, а). С возрастанием Ке и приближением его значения к критическому (т. е. с увеличением сил инерции или уменьшением сил вязкости) снижается устойчивость ламинарного движения, струйки жидкости становятся слегка извилистыми, колеблющимися (рис. 5.5,6), в потоке помимо основных —продольных составляющих скоростей частиц возникают поперечные составляющие, хотя и значительно меньших размеров. При дальнейшем увеличении числа Рейнольдса (Ке=Ре р) ламинарное движение теряет устойчивость, значительно возрастают поперечные составляющие скоростей частиц. Частицы начинают переходить из одной струйки в другую, что приводит к интенсивному перемешиванию лшдкости, образованию завихрений в потоке (рис. 5.5, в), т. е. движение становится турбулентным. [c.76]

Гидравлические прессы, гидравлические аккумуляторы, гидравлические подъемники и аналогичные им устройства рассчитываются на основании закона о передаче давления внутри жидкости. На этом же законе основана теория гидропривода, действующего на объемном принципе и служащего для регулирования работы современных станков. Расче,т устойчивости понтонов, поплавков гидросамолетов и других плавучих средств, а также поплавковых приспособлений в карбюраторах производится в соответствии с теорией плавания тел. Сила давления бензина, действующая на стенки бензобака самолета при его движении, сила давления жидкости на стенки цистерн при движении поезда и т. д. определяются из уравнений относительного покоя жидкости. [c.4]

При нисходящем спутном течении паровая фаза вследствие механического воздействия на пленку увеличивает скорость жидкости и толщина пленки б уменьшается. При стекании пленкн и противо-точном течении сначала с увеличением скорости паровой (газовой) фазы wq" толщина пленки возрастает. Это происходит до тех пор, пока не возникает обратное движение наружных слоев жидкости. Дальнейшее увеличение Wq приводит к потере устойчивости пленки и возникновению подъемного спутного течения. [c.41]

Для получения противоточной схемы движения газа и жидкости с повышенными относительными скоростями сконструирован центробежный теплообменный аппарат (ЦТА), ие имеющий вращающихся частей [14]. Его схема показана па рис. 1-4. В корпусе аппарата размещены один или несколько теплообменных эле мен-тов, в которых происходит непосредственный контакт газа с жидкостью. Каждый теплообменный элемент состоит из двух частей газонаправляющей круговой решетки с Ис.г каналами для тангенциальной подачи газа газоотводящего патрубка с каналами для тангенциальной подачи жидкости. Для обеспечения гидродинамической устойчивости газожидкостной системы производится тангенциальная подача газа и жидкости с вращением их в одну сторону, причем выходные отверстия сопел жидкости располагаются в устье аппарата вблизи торцевой части круговой решетки [c.12]

Во всех работах рассматривался случай горизонтального канала и исследования ограничивались только изучением вопросов устойчивости жидкости, без анализа движения. В этих работах было показано, что режимы течения горизонтальных слоев жидкости зависят от безразмерного параметра (критерия Релея), который равен произведению чисел Прандтля и Грасгоффа. При значениях критерия Релея больше 1700 (для горизонтальных щелей) наблюдается так называемое ячейковое движение жидкости. При относительно низких значениях критерия Рэлея возникает другой режим движения жидкости, называемый струйчатым. [c.190]

В инженерной практике широко распространены конструкции, элементы которых имеют полости или отсеки, содержащие жидкость, иапример, объекты авиационной и ракетно-космической техники, танкеры и плавучие топливозаправочные станции, суда для перевозки сжиженных газов и стационарные резервуары, предназначенные для хранения нефтепродуктов и сжиженных газов, ректификационные колонны и т. д. В большинстве случаев жидкость-заполняет соответствующие полостн или отсеки лишь частично, так что имеется свободная поверхность, являющаяся границей раздела между жидкостью и находящимся над ней газом (в частности, воздухом). Обычно можно считать (за исключением особых случаев движения тела с жидкостью в условиях, близких к невесомости, которые здесь не рассматриваются), что колебания жидкости происходят в поле массовых сил, гравитационных и инерционных, связанных с некоторым невозмущенным движением. Как правило, это поле можно в первом приближении считать потенциальным, а само возмущенное движение отсека и жидкости — носящим характер малых колебаний, что Оправдывает линеаризацию уравнений возмущенного движения. Ряд актуальных для практики случаев возмущенного движения жидкости характеризуется большими числами Рейнольдса, что позволяет использовать при описании этого движения концепцию пограничного слоя, считая, кроме того, жидкость несжимаемой. Эти гипотезы лежат в основе теории, излагаемой ниже [23, 28, 32, 34, 45, 54J. Учету нелинейности немалых колебаний жидкости посвящены, например, работы [15, 26, 29, 30]. Взаимное влияние колебаний отсека и жидкости при ее волновых движениях может сильно изменять устойчивость системы, а иногда порождать неустойчивость, невозможную при отсутствии подвижности жидкости. В качестве примера можно привести резкое ухудшение остойчивости корабля при наличии жидких грузов и Динамическую неустойчивость автоматически управляемых ракет-носителей и космических аппаратов с жидкостными ракетными двигателями при неправильном выборе структуры или параметров автомата стабилизации. Поэтому одной из основных Задач при проектировании всех этих объектов является обеспечение их динамической устойчивости [9, 10, 39, 43]. Для гражданских и промышленных сооружений с отсеками, содержащими жидкость, центр тяжести при исследовании их динамики смещается в область определения дополнительных гидродинамических нагрузок, например при сейсмических колебаниях сооружения [31]. [c.61]

Опираясь на следствие теоремы Routh a если материальная система движется в сопротивляюгцейся среде и условия движения таковы, что из положения А в положение В она может перейти несколькими математически возможными движениями, то устойчивое движение материальной системы в жидкости будет то, в котором сопротивление будет минимальным, — Г.И. Каменков получает сле-дуюгцее уравнение для определения Ь/1 [c.173]

В случае, если телом, движущимся в жидкости, является удобообтекае мое тело вращения, кинетическая энергия жидкости будет минимальной при движении вдоль оси. Ось вращения тела является, следовательно, одним из главных направлений движения, и эллипсоид кинетической энергии располагается в этом случае так, что его большая ось совпадает с осью вращения тела. Согласно общей теории, при движении вдоль этой оси тело должно находиться в равновесии под действием аэродинамических сил. Это равновесие, однако, не является устойчивым при всяком изменении направления движения момент аэродинамической пары будет стремиться увеличить это изменение и повернуть тело так, чтобы его движение было устойчивым. Для удобообтекаемого тела вращения это будет направление, перпендикулярное к его оси. [c.328]

Обсудим сначала результаты, относящиеся к влиянию массовой концентрации. Рассмотрим два конкретных случая 1) г к =0,0073 при этом Ту =0,0049 и т у, = 0,0145 2) г к =0,005, =0,0023, т = 0,0068. Зависимость минимального критического числа Грасгофа от параметра массовой концентрации представлена на рис. 91,д. Повьшхение устойчивости связано, в общем, с увеличением диссипации в системе за счет трения при относительном движении частиц и жидкости. Зависимость Огш а) близка к линейной. Эффект выражен сильнее в случае примеси более крупных частиц (случай 1). Рост параметра а приводит к увеличению длины волны и фазовой скорости критических возмущений (рис. 91, ). [c.146]

Ограничимся здесь ситуацией, когда плотность верхней, тяжелой жидкости намного превышает плотность нижней, и вязкость жидкостей мала. Тогда можно пренебречь влиянием нижней жидкости на движение и устойчивость верхней и считать поверхность верхней жидкости свободной. Условие невозбуждения параметрического резонанса (1.1.48) в выбранных здесь единицах имеет вид [c.100]

Однако наблюдения за турбулентностью в море при сильно устойчивой стратификации и измерения в лаборатории показывают, что при очень сильной устойчивости а(С) принимает очень малые значения (см. ниже п. 9.2 и, в частности рис. 9.21). Иначе говоря, при очень большой устойчивости коэффициент обмена для теплоты Кт оказывается значительно меньшим, чем коэффициент обмена для импульса К. Стюарт (1959) привел физические соображения, объясняющие причину этого. Среду с предельно устойчивой стратификацией можно представить себе в виде слоя тяжелой жидкости (скажем, воды), над которым помещается гораздо более легкая среда (например, воздух). При этом турбулентное движение в нижней жидкости будет приводить к возмущениям свободной границы и появлению отдельных брызг , проникающих в верхнюю среду, а затем снова падающих под действием архимедовых сил. Проникновение воды в воздух будет создавать в воздухе пульсации давления, осуществляющие обмен импульсом между двумя средами в то же время турбулентный обмен теплом здесь будет отсутствовать. Поэтому можно думать, что при очень сильной устойчивости коэффициент обмена К будет иметь конечное значение, а Кт будет близко к нулю. Отсюда следует, что при очень больших положительных =z/L профиль температуры T z) будет значительно более крутым, чем профиль скорости u(z) (из того, что Д г- 0 при св, вытекает, что крутизна профиля температуры неограниченно возрастает с ростом z/L). Следовательно, вид функций fi( )—fi(V2) и ф1(С)=С/ (С) [c.395]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...