Ламинарное течение жидкой пленки

ЛАМИНАРНОЕ ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОЙ ПЛЕНКИ [c.156]

Ламинарное течение жидкой пленки [c.157]

Ламинарное течение жидкой пленки может сопровождаться волновым движением —рис. 12-4. Частицы жидкости, находящиеся на поверхности - пленки, под действием случайных возмущений могут получить смещение, приводящее к деформации поверхности и отклонению ее от равновесного состояния. [c.267]

Ламинарное течение жидкой пленки может сопровождаться волновым движением. Частицы жидкости, находящиеся на поверхности пленки, под действием случайных возмущений могут получить смещение, приводящее к деформации поверхности и отклонению ее от равновесного состояния. При этом возникают силы, стремящиеся вернуть поверхность жидкости к равновесной форме. При стекании пленок большое значение имеет сила, обусловленная поверхностным натяжением жидкости. Под действием восстанавливающих сил жидкие частицы стремятся вернуться к положению равновесия. Однако по инерции они будут проходить положение равновесия, в новь испытывать действие восстановительных сил и т. д. В результате на поверхности пленки, подвергшейся случайному возмущению, будут возникать капиллярные волны. [c.262]

Все соотношения, вытекающие из теории Нуссельта, принципиально ограничены условием ламинарности течения жидкой пленки, При наличии турбулентного режима речь должна идти уже не о поправках к формулам Нуссельта, а о замене последних качественно иными расчета] ш. На достаточно высоких вертикальных стенках ламинарное течение пленки перерождается в турбулентное, если даже конденсирующийся пар остается неподвижным. Как показывает опыт, соответствующие критические значения числа Ке , лежат в пределах 70—100. При этом Не л вычисляется по параметрам пленки, а именно [c.157]

При ламинарном течении пленки теплота переносится только молярной теплопроводностью, а при турбулентном еще и вследствие турбулентных пульсаций. Ранее уже отмечалось (гл. 7), что теоретическое определение коэффициента теплоотдачи при турбулентном режиме течения жидкости пока невозможно поэтому расчетные зависимости составляют на основе экспериментальных данных. Ниже приводится формула для определения среднего коэффициента теплоотдачи при конденсации в условиях турбулентного режима течения жидкой пленки [17] [c.256]

На рис. 5-1 показана условная схема смены режимов течения жидкой пленки, число Рейнольдса которой увеличивается вниз по течению вследствие процесса конденсации пара. По грубым оценкам, имеющимся в литературе, ламинарное течение с гладкой поверхностью иленки наблюдается до чисел Рейнольдса 30—50, ламинарное течение с волнами—при 30< Re < [c.103]

Вопросы течения жидкой пленки, тепло- и массообмена в ней наиболее полно разработаны в связи с изучением процесса пленочного охлаждения. Впервые теорию пленочного охлаждения в предположении ламинарного режима разработал В. Нуссельт. Дальнейшие исследования П. Л. Капицы, В. Г. Левича, Г. Г. Черного и ряда других авторов значительно пополнили данные о характере и режимах течения пленок. [c.280]

ЛАМИНАРНЫЙ РЕЖИМ ТЕЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПЛЕНОК [c.281]

Четвертая глава учебного пособия посвящена течению в жидких пленках. Здесь, как и в предыдущей главе, перед авторами стояла задача отобрать наиболее существенное из чрезвычайно широкого круга вопросов, рассматриваемых в специальной литературе. Мы остановились на анализе течения ламинарных пленок, их устойчивости (в линейном приближении), а также на анализе усредненных характеристик турбулентных пленок. Эти начальные знания гидродинамики пленочного течения дают необходимую основу для изучения более сложных задач, встречающихся в инженерной практике. Четвертая глава знакомит читателя с задачами теплообмена, в данном случае — с классической задачей Нуссельта о конденсации пара на вертикальной плоскости и с задачей о теплообмене при испарении пленки. Рассмотрение этих вопросов оправдано, поскольку жидкие пленки чаще всего встречаются в различного рода теплообменных устройствах. [c.7]

В экспериментах может быть измерена средняя (мгновенная) толщина жидкой пленки <5> в режиме волнового течения. Опыты показывают, что величина <5>, несмотря на наличие часто весьма значительных амплитуд изменения толщины пленки с погрешностью около 10%, совпадает с расчетной толщиной ламинарной пленки с гладкой поверхностью при том же расходе жидкости Fq. Иначе говоря, величина [c.164]

При пленочной конденсации (если температура на поверхности жидкой пленки ниже температуры насыщения при данном давлении, то процесс конденсации продолжается) толщина пленки растет и под действием сил тяжести пленка начинает стекать вниз по вертикальной стенке. Возможны ламинарный и турбулентный режимы движения. Например, на вертикальной стенке, начиная от ее верхнего конца, пленка имеет ламинарное движение, но по мере опускания ее толщина увеличивается и движение переходит в турбулентное. При ламинарном течении слои жидкости движутся параллельно стенке и перенос теплоты осуществляется молекулярной теплопроводностью при турбулентном основная доля теплоты переносится частицами жидкости (элементарными объемами). [c.251]

Турбулентное течение пленки. По мере стекания жидкой пленки по вертикальной стенке изменяется число Рейнольдса Re = o)5/v (12.19). При некотором критическом числе Re p ламинарный режим течения пленки переходит в турбулентный. Re p лежит в следующих пределах [c.256]

У жидких металлов Рг С , не-учет инерционных сил и-конвективного переноса теплоты может привести к значительным ошибкам. На рис. 12-16 представлены результаты теоретического расчета [Л. 93] пленочной конденсации при ламинарном течении пленки. Здесь г )в= [c.293]

В общем случае для ламинарного течения распределение скоростей в жидкой пленке можно задать в виде полинома [c.284]

Основы теории устойчивости ламинарного течения тонкого слоя вязкой жидкости, имеющей свободную поверхность, были разработаны П. Л. Капицей [56], который показал, что при числах Рейнольдса, больших некоторого критического значения, энергетически более выгодным является ламинарно-волновое течение. Поставленное П. Л. Капицей и С. П. Капицей экспериментальное исследование [57] подтвердило это положение, показав, что существует некоторый минимальный расход, при котором на поверхности жидкости возникают волны. При расходах, меньших минимального, волновой режим течения не развивается, причем в этих условиях искусственно созданные волны затухают. В последующие годы вопросы устойчивости ламинарного движения по отношению к малым внешним возмущениям, которые,, наложившись на основное течение, могут либо усиливаться, либо затухать, аналитически изучались рядом авторов [3, 10, 11, 45, 46, 49, 86, 91, 96, 126, 147, 149, 156, 180, 214-217]. Появилось также большое число работ, в которых развитие волнообразования на поверхности жидких пленок изучалось экспериментально [4, 15, 16, 22, 25, 28, 29, 31, 32, 40, 51, 53-55, 57, 62, 63, 66,. 67, 75, 79, 84, 85, 92-94, 97, 106, 108, ИЗ, 116, 117, 120, 133, 137,, 139, 145, 151-154, 158, 167, 169, 172, 179, 187, 188, 190, 192, 200, 206, 208, 209]. [c.190]

При смене режима в слое могут возникнуть вертикальные движения, учет которых существенно усложнил бы анализ. Обратимся поэтому к идеализации слоя двумерной жидкой пленкой, учитывая при этом трение жидкости о дно канала. Смысл такой идеализации, которая, очевидно, оправдана для тонких слоев (Л/L 1), состоит в следующем. Предполагается, что вертикальные течения не оказывают заметного влияния на движение свободной поверхности, а влияние дна и ламинарного пограничного слоя сводится к эффективному затормаживанию ее движения по линейному закону с коэффициентом трения X. согласно равенству [c.118]

Решение задачи о ламинарном течении двух несмешивающихся жидких пленок дается формулами [304] [c.24]

В аналогичном направлении, приближающем систему к равновесному состоянию, действует сила тяжести. Под действием этих сил жидкие частицы смещаются и будут стремиться вернуться к равновесному положению. Однако по инерции они будут проходить положение равновесия и вновь испытывать действие восстанавливающих сил и т. д. На поверхности жидкости будут возникать волны. Основное отличие волнового режима течения, наступающего при Ке>30н-50, от ламинарного состоит в том, что при волновом режиме существенную роль в распределении скоростей по толщине пленки играют капиллярные силы, которые возникают при деформации поверхности. Величина их соизмерима с вязкими силами. На возникновение и особенно гашение волн сильное влияние оказывает наличие на поверхности жидкости поверхностно-активных веществ. Наиболее детальные теоретические и экспериментальные исследования волнового движения пленки были проведены П. Л. Капицей, В. Г. Левичем и другими авторами [Л. 73, 104]. [c.285]

На рис. 2.28 показаны фотографии различных режимов течения жидких пленок, свободно стекающих по вертикальной пластине, по данным В. Е. Накорякова и Б. Г. Покусаева. По литературным источникам [2.88—2.100] ламинарное течение с гладкой поверхностью пленки наблюдается до чисел Рейнольдса 30—50, ламинарно-волновое движение в диа- [c.79]

Re<30- 50) 2) ламинарное течение пленки с волнистой поверхностью (30 50турбулентное течение жидкой пленки (Re> 160 400). Кроме того, при весьма малых толщинах пленки наблюдается распад ее на отдельные капли или струйки, что зависит от условий смачиваемости и обусловлено капиллярными силами. [c.281]

В данном разделе рассмотрим пленочную абсорбцию из двухкомпонентной смеси газов и оценим влияние неабсорбируемой примеси на интенсивность массопереноса. В соответствии с [118] будем предполагать, что стенки абсорбционной колонны являются изотермическими. Жидкая пленка толщиной I стекает по стенке со среднемассовой скоростью п течение жидкости в пленке является ламинарным. Свободная поверхность пленки находится в непрерывном контакте с бинарной смесью газов, один из которых абсорбируется пленкой. При атом изменение.м объема жидкости, обусловленным абсорбцией, будем пренебрегать. Будем также считать, что все тепло, которое выделяется в процессе абсорбции, целиком идет на нагревание жидкости. В силу малости толщины пленки по сравнению с диаметром колонны можно считать, что газовая фаза занимает полубесконечный объем, ограниченный то.лько поверхностью пленки. На бесконечности газ покоится. [c.333]

Ламинарное течение имеет место ири достаточно медленном движении вязко. ) жидкости или же при движении жидкости или газа в очень тонких капиллярных трубках. На ример, ламинарным является движение питательных соков в стволах растений и деревьев, движение воды или нефти в тонкоиористых грунтах, движение небольших капель и пузырьков в жидкой среде. Ламинарное течение наблюдается также в тонком смазочном слое подшмн-ников, в тонких пленках жидкости и т. д. [c.145]

Задача о теплообмене изотермической плоской поверхности с не-испаряющейся жидкой пленкой при ее ламинарном течении была решена Нуссельтом еще в 1923 г. [5]. Принималось, что свободная поверхность пленки плоская, теплообмен с газом отсутствует. В этом случае расход (плотность орощения), а следовательно, и толщина пленки известны, среднемассовая температура жидкости в заданном [c.179]

Существуют несколько режимов течения не очень тонких жидких пленок. Из них выделим ламинарное течение со спокойной поверхностью раздела фаз, ламинарное течение с поверхностными волнами, турбулентное течение и течение с поверхностным иопарением жидкости или конденсацией пара. [c.103]

Полученный фактический материал П03 В0ляет в какой-то степени объяснить физическую сущность термического контактного сопротивления при течении в трубах тяжелого жидкого металла. Одной из причин термического контактного сО)Протнвления является высаживание пленки окислов жидкого металла в районе ламинарного подслоя. Поэтому при постоянной температуре жидкого металла и неизменном содержании в нем окислов величина термического контактного сопротивления зависит в основном от тех же факторов, что и толщина ламинарного подслоя (скорости течения жидкого металла и диаметра трубы). Химический анализ показал, что действительно концентрация окислов вблизи стенки была на порядок больше, чем в ядре потока жидкого металла. Для разных жидких металлов и материала теплоотдающей поверхности механизм образования термического контактного сопротивления может быть иным. [c.366]

Пленочная конденсация—теория Нуссельта. Впервые анализ пленочной конденсации был выполнен Нуссель-том. Он приводится в обычных учебниках [2-15, 2-16]. Теория Нуссельта рассматривает случай конденсации на вертикальной поверхности, в результате по этой поверхности под действием силы тяжести стекает пленка жидкости, причем течение пленки считается ламинарным. Касательными напряжениями, обусловленными действием паровой фазы на жидкую пленку, пренебрегают. Массовый расход в жидкой пленке нарастает с расстоянием от вершины пленки. Профиль течения изображен на рис. 2-37. [c.71]

Система, состоящая из капель или пузырьков (ламинарный режим). Перенос массы в каплях или пузырях имеет большое практическое значение в самых разнообразных процессах. Это связано с тем, что в каплях или пузырях, так же как и в пленке жидкости при пленочном течении, подвижная поверхность раздела фаз способствует значительной интенсификации массообмена. Конвективная диффузия па подвижной поверхности контакта фаз протекает в более благоприятных условиях, чем на поверхности раздела жидкость - твердое тело. Этим обусловливается широкое использование элементарных актов переноса массы через поверхность раздела капель или пузырей в различных промышленных процессах процесс экстрагирования из жидкой фазы проводится из капель, процессы абсорбции, хемосорбции, ректификации и з .д. проводятся в колонных аппаратах в интенсивньзх режимах взаимодействия контактирусмых фаз, представляющие собою систему капель или пузырей. Ьолыпая част ь работ посвящена исследованию конвективной диффузии в стационарных условиях [38]. В интенсивных режимах, в которых член, ответственный за нестационарность, соизмерим с конвективным членом, необходимо решать полные уравнения нестационарной диффузии. [c.32]

При этом возникают силы, стремящиеся вернуть жидкость к равновесию. При стекании пленок большое значение имеет сила, обусловленная поверхностным натяжением жидкости. Под действием восстанавливающих сил жидкие частицы стремятся вернуться к положению равновесия. Однако по инерции они будут проходить положение равновесия, вновь испытывать действие восстановительных сил и т. д. На это движение накладывается действие сил тяжести [Л. 133]. В результате на поверхности пленки, подвергшейся случайному возмущению, будут возникать волны. Волновые движения, возникающие разновременно в различных местах от случайных возмущений, налагаясь друг на друга, прив(5Нят к сложной трехмерной картине процесса. Ламинарно текущая пленка обладает неустойчивостью относительно возмущений с достаточной длиной волны (>б). При малых числах Рейнол 1Дса возникающие в слое возмущения сносятся вниз по течению. Если же число Рейнольдса пленки больше некоторого предельного Кеволн, то образуется устойчивый волновой режим. [c.267]

При дисперсно-кольцевом режиме течения в слое жидкой пледки имеются паровые включения, а паровое ядро содержит капли жидкости. Граница между фазами выражена более или менее четко. Поверхность раздела приблизительно повторяет поверхность канала. Течение состоит из трех зон относительно медленно текущая жидкостная пленка (возможен ламинарный или турбулентный режим течения) капли жидкости в ядре, движущиеся со скоростью, во много раз превышающей скорость жидкости в пленке еще более быстро движущийся пар [2.13], увлекающий за собой капли и жидкость в пленке. [c.43]

Функциональные характеристики подшипника. В этот класс параметров входят соображения о механическом, гидродинамическом и тепловом подобии, позволяющие правильно использовать экспериментальные данные и даже установить условия работы (ламинарный или турбулентный гидродинамический режим течения смазки) и охлаждения (излучение, конвекция). Режим смазки и рабочая температура также являются основными характеристиками. В эту же категорию входят и местные деформации поверхностей, изменяющие форму смазочной пленки и наклон поверхностей, в частности относительный эксцентрицитет, который определяет также взаимное положение шип--Екладыш у круглых цилиндрических подшипников и который, в свою очередь, обусловливается внешними данными. Динамическое поведение жидкой несущей пленки, ее колебания и устойчивость являются элементами, делающими иногда невозможной нормальную работу некоторых пар трения, которые пока что были изучены односторонне. Знание граничных условий для смазочной пленки совершенно необходимо для расчета и затем для предписания правильных условий эксплуатации. [c.34]

Система уравнений (6.1.1) —(6.1.3) с граничными и начальными условиями (6.1.4) —(6.1.8) описывает процесс тепломассопереноса в пленке жидкости при неизотермической асорбции при следующих предположениях [174] 1) течение жидкости на гидродинамически стабилизированном участке ламинарное 2) стенка изотермическая, непроницаемая для абсорбируемого вещества 3) на границе раздела жидкость-газ (пар) имеет место состояние насыщенного для системы асборбируемое вещество—жидкий раствор 4) на границе раздела жидкость—газ (пар) действует касательное напряжение, создаваемое газовым потоком (го) (задача I) или градиентом поверхностного натяжения (до/Ох) см.уравнение (6.1.8) (задача II) 5) состояние насыщения описывается линейной зависимостью (6.1.6), причем коэффициенты диЬ определяются давлением пара. [c.108]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...