Движущийся слой, напряжения

Напряжения в движущихся слоях [c.427]

Брандт и Джонсон [701 рассматривали сопротивление , движению частицы при ее прохождении мимо другой частицы или около стенки сосуда вследствие контактного трения падение давления в потоке жидкости вызывает дополнительную массовую силу, подобную силе тяжести. В цилиндрической системе координат силы, действующие в движущемся слое (фиг. 9.21), вызывают три нормальных напряжения сжатия а , сгэ, Пг, перпендикулярных [c.428]

Фиг. 9.22. Баланс сил на границах слоя и средние напряжения в движущемся слое [70].

Фиг. 9.23. Сравнение результатов расчетов по уравнению (9.150) с экспериментальными данными (радиальное напряжение в движущемся слое при

Запишем выражение для касательного напряжения, возникающего между движущимися слоями жидкости. Имеем согласно (6-37) [c.78]

Для многих жидкостей равенство (2.1) выполняется с большой степенью точности. Коэффициент ц называется коэффициентом вязкости. Причиной вязкости (касательных напряжений) является хаотическое движение молекул, переход которых из слоя в слой создает торможение этих движущихся слоев относительно друг друга. [c.72]

При отсутствии радиальной нагрузки и при постоянном кольцевом зазоре скорость масла но толщине слоя изменяется по линейному закону от нуля до скорости цапфы (рис. 228, а). Это связано с тем, что каждый движущийся слой масла увлекает соседний, причем с одинаковым касательным напряжением, так как вязкость постоянна. [c.469]

При течении жидкой среды по каналам в ней происходит сдвиг слоев. Величина напряжений, возникающих между движущимися слоями, зависит от скоростей сдвига с юев. Математически это явление описывается законом Ньютона, по которому напряжение сдвига т между слоями, направленное перпендикулярно к поверх-, ности их, прямо пропорционально скоростям сдвига у [c.16]

Вязкость — свойство жидкости, обусловливающее появление касательных напряжений между слоями движущейся жидкости при их относительном перемещении. Количественной мерой вязкости являются величины динамической ) и кинематической v вязкостей. Они связаны соотношением [c.61]

При развитом ламинарном движении жидкости скорость в нормальном сечении потока изменяется плавно от нулевых значений у твердых стенок до максимальных на оси потока. Нулевое значение скорости объясняется прилипанием жидкости на твердых границах. Характерным признаком развитого ламинарного движения является слоистая структура потока. Скорость слоев, равноудаленных от оси потока, одинакова. Частицы жидкости, движущиеся в трубе круглого сечения с одинаковой скоростью, образуют слои в форме цилиндрической поверхности. Слои, жидкости, движущиеся быстрее, увлекают за собой слои, движущиеся медленнее. Смещение слоев относительно друг друга вызывает между ними касательные усилия, т.е. силы вязкости. При ламинарном движении касательные напряжения при сдвиге слоев возникают в результате поперечного молекулярного переноса количества движения, т.е. носителями количества движения между слоями являются молекулы. [c.36]

В случае нестационарного движения крыла напряженность присоединенного вихря изменяется во времени, т. е. Го = Го(/о)- В соответствии с условием постоянства циркуляции по замкнутому контуру (теорема Томпсона) это изменение напряженности сопровождается сходом свободных вихрей, движущихся со скоростью Уаа и образующих в плоскости крыла вихревую пелену. В. момент времени 0 напряженность вихревого слоя, параллельного присоединенному вихрю и удаленного от него на расстояние х, равна у(х, tg)dx и определяется значением —й Г( 1), т. е. напряженностью присоединенного вихря в момент схода х = tQ — — х/Коо- В соответствии с этим [c.282]

Если в потоке выделить некоторый элементарный объем, то на его поверхности будут действовать касательные и нормальные силы. Касательные силы возникают вследствие внутреннего трения или вязкости. Как известно, Ньютон сформулировал закон, согласно которому касательное напряжение трения между двумя слоями прямолинейно движущейся вязкой жидкости пропорционально отнесенному к единице длины изменению скорости по нормали к направлению движения [c.13]

Итак, касательные напряжения в турбулентном потоке обусловливаются пульсациями, или обменом количества движения между соседними слоями жидкости. Слой, движущийся с большей скоростью, подтягивает за собой отстающий и, наоборот, слой, который движется медленнее, тормозит опережающий. Знак минус подчеркивает, что сила сопротивления имеет направление, противоположное продольной пульсации. Индексы хну показывают направление движения слоя и поперечных пульсаций л — направление осредненного движения, г у — направление поперечных пульсаций. [c.151]

Выще было подчеркнуто, что в покоящейся жидкости касательные напряжения всегда отсутствуют. В движущейся жидкости, как показывают исследования, касательные напряжения обычно имеют место именно при движении жидкости по поверхностям скольжения жидких слоев друг по другу возникает трение, которое и уравновешивает внутренние касательные силы. [c.12]

Согласно элементарному закону трения касательное напряжение т между двумя слоями движущейся жидкости пропорционального градиенту скорости [c.109]

Современное состояние вопроса общего математического описания дисперсных систем нельзя признать до-статочло удовлетворительным, несмотря на растущий интерес к этой проблеме. Каж травило, в работах, шо-священных этому вопросу, фактически используется феноменологический подход к исследованию дисперсного потока в целом. Идея условного континуума п03(В0Ляет полностью использовать математический аппарат механики сплошных сред, но несет с собой погрешности физического порядка тем более существенные, чем значительней макроднскретность системы. Системы таких уравнений, полученные рядом авторов как общие, все же не охватывают класс дисперсных потоков во всем диапазоне концентраций (вплоть до плотного движущегося слоя). Они не учитывают качественного изменения структуры потока и в связи с этим изменения закономерностей распределения частиц, появления новых сил (например, сухого трения), изменения с ростом концентрации (до предельно большой величины) условий однозначности и пр. В основном большинство работ посвящено турбулентному течению без ограничений по концентрациям, хотя при определенных значениях р наступает переход к флюидному транспорту, а затем — плотному слою. Сама теория турбулентности применительно к дисперсным потокам находится по существу в стадии становления (гл. 3). Наиболее перспективные методы — статистические (вероятностные) применяются мало, по-видимому, в силу недостаточной изученности временной и пространственной структур дисперсных систем Общим недостатком предложенных систем уравнений является их незамкнутость, которая объясняется отсутствием конкретных данных о тензорах напряжений и [c.32]

Для ламинарного режима результирующий эффект воздействия поля на течение зависит от ориентации и напряженности магнитного поля, а также от формы поперечного сечения канала. В случае продольного магнитного поля характер полностью развитого ламинарного течения не меняется, так как магнитное поле не взаимодействует с потоком из-за параллельности векторов скорости потока v и магнитной индукции B(v B). Если жидкость движется в поперечном магнитном поле (v LB), то в ней индуцируются замкнутые токи, которые приводят к возникновению объемной электромагнитной силы уХВ. Эта сила распределена по сечению канала таким образом, что она ускоряет медленно движущиеся слои жидкости у стенок и тормозит поток в центре канала, уплощая профиль скорости (эффект Гартмана). Уплощение профиля, в свою очередь, приводит к увеличению касательного напряжения на стенках Хст и, следовательно, к увеличению коэффициента сопротивления. На характер течения в поперечном магнитном поле существенное влияние оказывает и проводимость стенок, обусловливающая дополнительные потери напора. [c.60]

Резание металлов — сложный процесс взаимодействия режущего инструмента и заготовки, сопровождающийся рядом физических явлений, например, деформированием срезаемого слоя металла. Упрощенно процесс резания можно представить следующей схемой. В начальный момент процесса резания, когда движущийся резец под действием силы Р (рис, 6.7) вдавливается в металл, в срезаемом слое возникают упругие деформации. При движении резца упругие деформации, накапливаясь по абсолютной величине, переходят в пластические. В прирезцовом срезаемом слое материала заготовки возникает сложное упругонапряженное состояние. В плоскости, перпендикулярной к траектории движения резца, возникают нормальные напряжения Оу, а в плоскости, совпадающей с траекторией движения резца, — касательные напряжения т .. В точке приложения действующей силы значение Тд. наибольшее. По мере удаления от точки А уменьшается. Нормальные напряжения ст , вначале действуют как растягивающие, а затем быстро уменьшаются и, переходя через нуль, превращаются в напряжения сжатия. Срезаемый слой металла находится под действием давления резца, касательных и нормальных напряжений. [c.261]

Поток гранулированных твердых тел в виде уплотненной или плотной фазы можно наблюдать при протекании процесса Худ-ри ), в установках каталитического крекинга и в противоточном аппарате ионного обмена. Трудность в достижении устойчивого состояния в условиях противотока частиц смолы и жидкости стимулировала исследование напряжений в твердых телах, возникающих как в прямоточном, так и в противоточном движении. Авторы работы [306] определили силы, которые необходимы, чтобы привести в движение частицы смолы в слое, через который течет жидкость. В работе [157] исследовались силы, действующие в гранулированных твердых веществах, движущихся вниз под действием силы тяжести, без учета потока жидкости. Кригер и Дугерти [440] изучали гидродинамические взаимодействия в плотной системе Мецнер и Витлок [535] объяснили явление расширения. [c.427]

В современной аэродинамике часто рассматриваются летательные аппараты, движущиеся с весьма большими сверхзвуковыми скоростями. При таких скоростях взаимодействие газа с обтекаемой поверхностью приводит к зг ачительному повышению температуры в тех областях потока, где происходит его интенсивное торможение (пограничный слой, критические точки, ударные волны). Это вызывает изменение физико-химических свойств газа (теплоемкостей, вязкости, состава и др-), что, в свою очередь, значительно влияет на величину и распределение напряжений (прежде всего касательных), а также тепловых потоков от разогретого газа к обтекаемой стенке. [c.10]

При возникновении движения вязкопластичных жидкостей в трубе касательное напряжение в пристенных слоях достигает предельного напряжения сдвига. При этом вся масса жидкости начинает двигаться, скользя по пристенным слоям как твердое тело. Такой вид течения называется структурным центральная часть потока, движущаяся с сохранением своего строения, называется ядром потока. По мере увеличения скорости толщина пристенного градиентного слоя будет увеличиваться, а диаметр ядра уменьшаться. При этом скорость частиц жидкости в слое меняется от нуля у стенки до скорости ядра. При некоторой скорости градиентный слой займет все сечение трубы и структурный режим перейдет в ламинарный. Во время перехода от структурного движения к ламинарному струйное течение градиентного слоя может нарущаться такой режим называется квазиламинарным. [c.305]

Из предыдущего следует, что движение жидкости при турбулентном режиме должно всегда происходить со значительно большей затратой энергии, чем при ламинарном. При ламинарном режиме энергия расходуется только на преодоление сил внутрен-ного трения между движущимися с различной скоростью соседними слоями жидкости при турбулентном же режиме, кроме этого, значительная энергия затрачивается на процесс перемешивания, вызывающий в жидкости дополнительные касательные напряжения. [c.129]

Пусть жидкость течет вдоль плоской стенки параллельными ей слоями (рис. 2), как это наблюдается при ламинарном движении. Вследствие тормозящего влияния стенки слои жидкости будут двигаться с разными скоростями, значения которых возрастают по мере отдаления От стенки. Рассмотрим два слоя жидкости, движущиеся на расстоянии ку друг от друга. Слой А движется со скоростью и, а слой В со скоростью и + Аи. Вследствие разности скоростей слой В сдвигается относительно слоя А на величину Аи (за единицу времени). Величина Аи является абсолютным сдвигом слоя А по слою В, а Аи1Ау есть градиент скорости (относительный сдвиг). Появляющееся при этом движении касательное напряжение (сила трения на единицу площади) обозначим буквой т. Тогда аналогично явлению сдвига в твердых телах можно предположить зависимость между напряжением м деформацией в виде [c.15]

В состоянии покоя указанная деформация вызывается силой yVij. Для осуществления качения к колесу нужно приложить движущую силу Р, работа которой затрачивается на деформацию и трение скольжения в непрерывно вступающих в контакт новых поверхностных слоях колеса и плоскости. Так как при качении колеса вправо упругие деформации колеса и плоскости на участке СА исчезают не мгновенно (вследствие внутреннего трения между частицами материала), то давление на участке СА оказывается меньше, чем на участке AD, и реакция N21 (равнодействующая давления плоскости на колесо) смещается от точки А в сторону качения на расстояние к, т. е. в точку В. При качении колеса впереди его на участке AD образуется как бы волнооб-, разный подъем, через который колесу непрерывно надо перекаты- ваться. Переменное напряженное состояние, перемещающееся вместе с зоной контакта, вызывает в колесе и в плоскости колебания, затухающие вследствие внутреннего трения. [c.87]

Вязкостью называют свойство жидкости, вызывающее при ее движении силы внутреннего трения, оказывающие сопротивление относительному перемещению струй и частиц жидкости, движущихся с различными скоростями. Согласно закону Ньютона, сила трения (или напряжение внутреннего трения) между любыми соседними слоями вещества выражается уравнением a=n(dw/dn) п/м , где ц — коэффициент динамической вязкости. н-сек1м dw/dn — представляет собой градиент скорости, характеризующий интенсивность изменения скорости в направлении, перпендикулярном движению. [c.153]

В статье В. Ф. Шатинского и др. 125] отмечается, что нанесенное на изделие покрытие может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на конструктивную прочность. Формирование покрытий приводит к залечиванию поверхностных микротрещин покрытие, служа барьером на пути движущихся дислокаций, зарождающихся в основе, повышает предел текучести сжимающие остаточные напряжения, возникающие в приповерхностных слоях основы и покрытии при его нанесении, вызывают увеличение усталостной прочности детали. Ухудшение механических свойств металлов с покрытиями может происходить в результате образования на межфазной границе покрытие — основа интерметаллических или химических соединений повышенной хрупкости в случае возникновения в поверхностных слоях растягивающих напряжений. [c.21]

Подробный обзор работ в области динамики трехслойных оболочек различной формы представлен в работе Берта и Игла 135]. Здесь отмечены только те из них, которые опубликованы в распространенных изданиях и содержат анализ оболочек с орто-тропными несущими слоями. Бенек и Фрейденталь [42 ] рассмотрели вынужденные колебания круговых цилиндрических оболочек с учетом демпфирующих свойств материала. Бейкер и Херрманн [26] исследовали круговые цилиндрические оболочки с предварительным напряженным состоянием общего вида. В другой работе Херманн и Бейкер [118] представили анализ реакции таких оболочек на движущиеся нагрузки.. [c.250]

Проблема ударного воздействия конструкций с внешними объектами не ограничивается воздействием птиц и града. Она включает также анализ микрометеоритного повреждения космических аппаратов, исследование эрозии, связанной с воздействием пыли, песка, дождя, а также кавитационной эрозии, сопровождающейся динамическими напряжениями, возникающими в окрестности образовавшейся каверны. Эрозия, вызванная ударным воздействием частиц пыли на металлические поверхности, обсуждается в работе Смелтзера и др. [159 ]. Механизм соударения капли жидкости с твердой поверхностью рассматривался Хейманом [74 ] и Петерсоном [136]. Исследование эрозии композиционных материалов, вызываемой дождем, проведено Шмиттом [150]. Крейен-хагеном и др. [89] было получено с помощью ЭВМ численное решение задачи Динамики о пробивании системы пластичных алюминиевых слоев стальным телом, движущимся с большой скоростью, и рассмотрено несколько форм разрушения. [c.313]

Точка пересечения характеристических кривых по формулам (7.12) и (7.13) является рабочей точкой защищаемой системы. С увеличением плотности тока I движущее напряжение уменьшается. У протекторов, характеризующихся лишь малой поляризацией, оно остается почти постоянным в широком диапазоне плотностей защитного тока. Анодная характеристика [выражаемая формулой (7.12)] показывает эффективность протектора. Этот показатель зависит от химического состава материала протекторов и от свойств коррозионных сред. В частности, поляризуемость может существенно увеличиваться при наличии в среде веществ, образующих поверхностаый слой. [c.178]

Микроструктурные исследования показали, что усталостное разрушение биметаллической композиции как при комнатной температуре, так и при 800°С имеет сложный характер — в отсутствие четко выраженного деформационного микрорельефа в науглероженной зоне стали Х18Н10Т, а также в обезуглероженной зоне основного металла интенсивное дробление зерен и разрыхление поверхности сопровождаются образованием многочисленных очагов разрушения. При этом дробление происходит раньше, чем начинается развитие главной транскристаллической или межкристаллической трещины, приводящей к потере несущей способности слоя стали СтЗ. Межслойная поверхность раздела служит эффективным барьером для усталостной трещины,, так как напряженное состояние в вершине движущейся трещины резко изменяется. Магистральная трещина распространяется в плакирующем слое а при слиянии ее с трещиной материала основы образец ломается. [c.225]

Основное различие в подходах к решению задачи теплообмена при конденсации на вертикальной поверхности и в вертикальной трубе в условиях ламинарного режима течения пленки конденсата под совместным действием гравитационных сил, и касательных напряжений, возникающих на границе раздела фаз, заключается в способах определения и учета сил, действующих на пленку. Для упрощения решения, а также в связи со слабой изученностью влияния парового потока на движение пленки конденсата и теплоперенос в ней обычно пренебрегают влиянием того или иного фактора сил тяжести [6.40— 6.42], поперечного потока пара [6.43, 6.44 и др.] и т. д. Однако почти все работы по конденсации движущегося пара имеют характерный недостаток — касательные напряжения на границе раздела фаз определяются по формулам, рекомендуемым для сухих гладких или шероховатых поверхностей [6.44—6.48] и справедливым для двухфазного кольцевого течения лишь в случае чрезвычайно малой толщйны пленки, когда отсутствует волновой режим течения или амплитуда волн не превышает толщины ламинарного слоя парового потока. В остальных случаях волнового режима сопротивление трения во много раз превышает сопротивление для гладкой твердой поверхности, что должно соответствующим образом отразиться на характере течения пленки и теплопереноса в ней. Имеющиеся расчетные рекомендации по теплообмену в рассматриваемой области удовлетворительно обобщают опытные данные, по-видимому, за счет корректирующих эмпирических поправок. Поэтому естественно расхождение расчетных и опытных данных, полученных при конденсации паров веществ с иными теплофизическими свойствами и отношением Re VRe, даже при соблюдении внешних условий (Re", АГ, q,P). [c.158]

Содержание горючих в шлаке Гшл зависит от выхода летучих К чем больше V , тем меньше Гшл- Так, при сжигании в топках с пневмомеханическими забрасывателями и неподвижной решеткой донецких антрацитов AM и АС, содержащих V = 4%, потеря тепла со шлаком составляет <7 4 = 57о, а для донецких каменных углей Д и Г, имеющих У = 43% и 1/ =39%, 4=3%- Меньшая величина во втором случае О бъясняется тем, что при значительном выходе летучих более полно протекает процесс горения топлива в слое и во взвешенном состоянии горючие элементы, оставшиеся в пористом коксе после быстрого выгорания летучих, сгорают быстрее, чем в плотном коксе топлива, имеющего малый выход летучих. Горение топлива с малым выходом летучих протекает при высокой температуре (В слое с интенсивным плавлением золы, вследствие этого ухудшаются условия выгорания горючих остатков. Большое влияние на величину Гшл оказывает фракционный состав топлива. Неоднородность по размерам кусков ухудшает условия сжигания, так как скорость горения крупных и мелких кусков топлива неодинакова. При чистке топки или в конце движущейся решетки остаются куски топлива, которые сбрасываются в шлаковый бункер. Опытное сжигание подмосковного бурого угля на решетке нормальной длины с видимым тепловым напряжением в пределах 700—900 тыс. ккалДи ч показало содержание горючих в шлаке Гшл. - без предварительного дробления от 9 до 12% при установке маломощной дробилки от 6 до 8% для дробленого угля до размера кусков Ъйммот 5 до 7% [Л. Ь2]. [c.36]

Влияние относительной высоты сопловой решетки и веерности на относительное снижение КПД в зависимости от влажности установленное экспериментально, отражает воздействие нескольких факторов. С уменьшением li возрастают концевые потери и доля жидкой фазы, участвующая в периферийных течениях. Происходит относительно более интенсивное накопление пленок в зонах взаимодействия вихревых шнуров с пограничным слоем, движущимся вдоль спинки профиля. Интенсифицируются процессы внут-риканального взаимодействия паровой и жидкой фаз, коагуляция и дробление капель, а также возрастает напряжение трения на обводах каналов. При небольших высотах капельная влага равномернее распределяется по радиусу в зазоре и, следовательно, торможение рабочей решетки капельным потоком возрастает. Увеличиваются утечки через надбандажные уплотнения. [c.159]

Очевидно, что измеряемые в электротермических пеевдоожиженных слоях температуры весьма сильно (может быть даже на порядок) отличаются от кратковременных локальных температур слоя. При увеличении напряжения между электродами, а следовательно, и плотности тока в слое на каждый контакт приходится большее тепловыделение и он может быть нагрет до очень высокой температуры (до 2 000 0 и выше), так как тепловыделение концентрируется в очень маленьком объеме. При прекращении взаимного касания частиц в этих условиях могут возникать интенсивные искровые разряды, переходящие местами под действием фотоионизации в микродуговые разряды в ионизированных псев-доожижающем газе и парах испаряющегося углерода. Пробой и появление микродуговых разрядов — явления, развивающиеся во много раз быстрее, чем релаксация местного перегрева в псевдоожиженном слое, где радиационный обмен ослаблен экранирующими частицами, конвективное перемешивание газа в агрегатах мелких частиц практически отсутствует, расход газа, фильтрующегося сквозь агрегаты неоднородного слоя, мал и соответствует примерно минимальному псевдоожижению, а перенос тепла молекулярной теплопроводностью и движущимися частицами также протекает не со столь огромной скоростью. [c.174]

Изучение структурных и энергетических закономерностей пластической деформации в приповерхностных слоях материалов в сравнении с их внутренними объемными слоями имеет важное значение для развития теории и практики процессов трения, износа и схватывания. При этом следует отметить, что. поверхностные слои кристаллических материалов имеют, как правило, свои специфические закономерности пластической деформации. Так, например, в работе [11 при нагружении монокристаллов кремния через пластичную деформируемую среду силами контактного трения было найдено, что в тонких приповерхностных слоях на глубине от сотых и десятых долей микрона до нескольких микрон величины критического напряжения сдвига и энергии активации движения дислокаций значительно меньше, чем аналогичные характеристики в объеме кристалла. Было также показано [2], что при одинаковом уровне внешне приложенных напряжений по поперечному сечению кристалла в радиусе действия дислокационных сил изображения эффективное напряжение сдвига значительно выше, чем внутри кристалла. Поэтому поверхностные источники генерируют значительно большее количество дислокационных петель и на большее расстояние от источника по сравнению с объемными источниками аналогичной конфигурации и геометрии при одинаковом уровне внешних напряжений. Высказывалось также предположение, что облегченные условия пластического течения в приповерхностных слоях обусловлены не только большим количеством легкодействующих гомогенных и различного рода гетерогенных источников сдвига [3], но и различной скоростью движения дислокаций у поверхности и внутри кристалла [2]. Аномальное пластическое течение поверхностных слоев материала на начальной стадии деформации может быть обусловлено действием и ряда других факто-зов, например а) действием дислокационных сил изображения 4, 5] б) различием в проявлении механизмов диссипации энергии на дислокациях, движущихся в объеме кристалла и у его поверхности причем в общем случае это различи е, по-видимому, может проявляться на всех семи фононных ветвях диссипации энергии (эффект фононного ветра, термоупругая диссипация, фонон-ная вязкость, радиационное трение и т. д.) [6], а также на электронной [71 ветви рассеяния вводимой в кристалл энергии в) особенностями атомно-электронной структуры поверхностных слоев и их отличием от объема кристалла, которые могут проявляться во влиянии поверхностного пространственного заряда и дебаевского радиуса экранирования на вели- [c.39]

НЬЮТОНА ЗАКОН ТРЕНИЯ в гидромеханике — эмпирич. ф-ла, выражающая пропорциональность напряжения трения между двумя слоями прямо-Л1гнейно движущейся вязкой жидкости относительной скорости скольжения этих слоёв, т. е. отнесённому к единице длины изменению скорости по нормали к направлению движения. Предложена И. Ньютоном в 1687. В соответствии с этим законом напряжение трения т, действующее на поверхности элементарного объёма жидкости или таза, пропорц. градиенту скорости duldiu где и — составляющая скорости жидкости вдоль поверхности, а у — координата, нормальная поверхности [c.370]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...