Сила вследствие градиента давления

Сила вследствие градиента давления в жидкости 43 [c.530]

В другой работе М. Д. Ладыженского (1963) было обнаружено, что при обтекании тонких тел вращения, под малыми углами атаки эффект сильного взаимодействия приводит к исчезновению поперечных сил и моментов. Это объясняется тем, что в пограничном слое вследствие исчезающе малой плотности не могут возникать сбалансированные инерционными силами азимутальные градиенты давления. В результате тело как бы поворачивается внутри толстого пограничного слоя, оставляя форму его внешней границы осесимметричной. [c.532]

Наибольшие нарушения течения произойдут в пограничном слое плоских стенок, ограничивающих поток. Уменьшение скорости в этом слое приведет к тому, что градиент давления, который в пограничном слое остается таким же, как в ядре течения, уже не будет больше уравновешиваться центробежной силой. Вследствие этого в пограничном слое начнется перетекание жидкости в направлении градиента давления от вогнутой стенки к выпуклой. Интенсивность этого перетекания возрастает по мере приближения к стенке. Действительное наличие такого пе- [c.103]

В уравнении энергии (10.12) предпоследний член правой части отражает выделение теплоты вследствие торможения газового потока, а последний -- тепловыделение за счет работы сил давления, которая имеет место при наличии продольного градиента давления. Преобразуем уравнение энергии, заменив в этом уравнении гра- [c.381]

Конечная величина скорости распространения малых возмущений (т. е. слабых волн) обусловливает невозможность непрерывного перехода потоком жидкости через скорость распространения слабых волн без создания особых условий течения. Причина этого физически очевидна. В самом деле, так как движущей силой в потоке жидкости является давление, то для увеличения скорости жидкости нужно уменьшить (при заданном начальном давлении на входе в канал) давление на выходе из канала (т. е. в пространстве, куда вытекает из канала жидкость). Но уменьшение давления передается по текущей жидкости со скоростью распространения слабых волн. При малых скоростях жидкости уменьшение давления на выходе из канала передается по текущей жидкости внутрь канала и приводит к перераспределению давления внутри канала, а именно, к увеличению градиента давления, в результате чего скорость жидкости в каждом сечении канала увеличивается. Однако, если скорость жидкости во входном сечении канала достигла значения скорости распространения слабых волн, то уменьшение давления вследствие того, что оно распространяется с той же скоростью, с какой вытекает жидкость, не будет больше передаваться внутрь канала и вызывать увеличение скорости после этого как бы ни изменялось давление на выходе из канала, оно не приведет к изменению давления в потоке жидкости и к увеличению скорости истечения. [c.301]

Отмеченная перестройка течения рабочего тела за первой ступенью как осевого, так и комбинированного отсеков приводит к искривлению линий тока. Поток, выходящий из осевой ступени с небольшим положительным углом а из радиально-осевой с отрицательным (т. е. с радиальной составляющей скорости, направленной к корню ступени), за ступенью получает ускорение, направленное к периферии проточной части. Линии тока в результате имеют изогнутую форму с выпуклостью, направленной к корню. Силы инерции, возникающие из-за кривизны линий тока, как показывает оценка для РОС в составе комбинированного отсека, на порядок выше сил инерции из-за вращения потока за РК. Аналогичный, но меньший эффект имеется и за первой ступенью осевого отсека. Вследствие этого статическое давление у периферии проточной части снижается, а у корня растет по сравнению с изолированными ступенями (рис. 4.21, б и в), т. е. градиент давления по радиусу меняет знак. [c.179]

Третья особенность сложного течения в межтрубных пространствах состоит в существенном влиянии на него инерционных сил. В абсолютном большинстве моделей фильтрации инерционными силами пренебрегают вследствие их малости по сравнению с объемными силами сопротивления. В отличие от этого очевидна различная зависимость градиента давления от скорости в канале трубного пучка при сильном возмущении. Опыты показывают заметное влияние инерционных сил на картину течения. Усиление инерционных свойств жидкости в ускоренных движениях вследствие эффекта присоединенной массы и анизотропия инерционных свойств жидкости в пористых телах рассматривались некоторыми авторами. Четвертой особенностью гидродинамики в пучках является учет этого эффекта [26, 27]. [c.184]

Повер.хность пленки конденсата па выступах выпуклая, а во впадинах — вогнутая. Вследствие этого согласно уравнению (1-2-8) при достаточно малой величине радиуса R силы поверхностного натяжения создают большой градиент давления, под действием которого конденсат, образовавшийся на выступе, стекает во впадину. На выступе остается пленка, обладающая минимальным термическим сопротивлением. Конденсат, скапливающийся во впадине, стекает вниз под действием силы тяжести. Для обеспечения стока конденсата профилировка поверхности вертикальных труб выполняется в виде продольных желобков и выступов, горизонтальных труб — в виде винтовой нарезки малого шага с плавно скругленным профилем. [c.69]

Для надежности определения начала кипения, кроме измерения температуры потока по длине, производятся еще измерения распределения давления. Поскольку процесс кипения сопровождается увеличением объема паровой фазы, скорость движения смеси по длине трубы также увеличивается. Это обусловливает затрату большой силы на ускорение потока и на преодоление трения потока о стенку. Вследствие этого наблюдается увеличение градиента давления по длине трубы и соответствующее падение температуры насыщения, особенно на выходе из трубы. Это необходимо учитывать при обработке опытных данных. [c.255]

Уравнение (45) показывает, что полный градиент давления при течении смеси в трубах определяется суммой градиентов силы свободного падения и выражается истинной плотностью смеси с учетом угла наклона трубы, импульса давления, возникающего в результате сжимаемости смеси и относительной скорости компонентов, касательных напряжений или сил трения и градиента давления, возникающего вследствие нестационарности течения отдельных компонентов. [c.31]

Вследствие большого давления и высокой температуры граничный слой настолько сильно деформирован, что трудно различить границы сильно вытянутых зерен, его текстуру. Этот тонкий граничный слой не имеет линий течения, характерных для основной части нароста. Это. значит, что в начальный момент контакта деформируемого металла с передней гранью резца возникает механическое сцепление поверхностей контакта схватывание тем сильнее, чем более шероховата передняя поверхность резца и, следовательно, больше сила трения покоя. Толщина граничного слоя заметно увеличивается с уменьшением переднего угла. В результате деформируемый в дальнейшем пластичный металл начинает течь относительно заторможенного слоя по поверхности контакта с ним, преодолевая внутреннее трение. При этом скорость перемещения частиц по мере удаления от поверхности контакта возрастает до величины скорости стружки на ее наружной поверхности, получается некоторый градиент скорости перемещения частиц стружки в направлении, нормальном передней грани. [c.77]

Поле давлений в плоскости меридиана имеет следующую структуру. Вблизи поверхности земли градиент давления возникает вследствие градиентного ветра, имеющего здесь небольшую скорость щ, и поэтому он также мал. На границе зоны пассатов и западных ветров находится область высокого давления около экватора и вблизи полюсов находятся области низкого давления. Значительно большие значения имеют разности давлений на высоте, где они уравновешиваются кориолисовыми силами, связанными с западными ветрами. Высоко над экватором расположена область особенно высокого давления, вызванная устремляющимися вверх теплыми массами воздуха наоборот, высоко над полюсом расположена область особенно низкого давления. [c.523]

В случае вращающегося тела сила Кориолиса и, в меньшей степени, центростремительные силы, действующие на пограничный слой на теле, создают дополнительное ускорение в направлении течения, оказывая такое же влияние, как и отрицательный градиент давления. Вследствие этого влияния отрыв потока задержи- [c.199]

Действительно, в силу К 1 инерционными силами можно пренебречь по сравнению с вязкими, а в силу 1 вязкие силы в ядре потока намного меньше сил магнитного торможения. Индуцированное же магнитное поле можно не учитывать вследствие Кт 1. В узком пристеночном слое, где уже существенны силы вязкого трения, скорость убывает до нуля согласно (4.4). Расходящееся течение в рассматриваемом случае характеризуется большим отрицательным градиентом давления, сходящееся - большим положительным. [c.539]

Теперь для частиц жидкости, находящихся па большом расстоянии от стенки, центробежная сила и радиальный градиент давления взаимно уравновешиваются. Для частиц же жидкости, находящихся вблизи стенки, окружная скорость вследствие торможения понижена, поэтому здесь центробежная сила значительно уменьшена, между тем как направленный внутрь радиальный градиент давления остается таким же, как и на большом расстоя-яии от стенки. В результате вблизи стенки возникает направленное внутрь радиальное течение, которое в свою очередь вызывает, вследствие условия неразрывности, восходящее течение в осевом направлении (рис. 11.1). Такое течение, возникающее в пограничном слое и имеющее совсем другое направление, чем внешнее течение, будем называть в дальнейшем вторичным течением. [c.219]

На современных самолетах для увеличения несущих свойств широко используется идея полезного отрыва потока. При увеличении угла атаки, начиная с некоторого его значения, характер зависимостей аэродинамических коэффициентов от угла атаки изменяется вследствие срыва потока, при этом в большинстве случаев уменьшаются подъемная сила и аэродинамическое качество, возрастает сопротивление, могут существенно изменяться моментные характеристики по сравнению со случаем безотрывного обтекания. Причиной отрыва потока с крыла является взаимодействие положительного градиента давления по хорде с пограничным слоем. Характер этого взаимодействия определяется геометрической формой крыла (формой профиля и формой крыла в плане), углом атаки, состоянием пограничного слоя, числом М и другими факторами. При этом отрыв потока может происходить как с поверхности крыла, так и с его кромок. При отрыве потока с верхней поверхности крыла на ней существенно уменьшается разрежение, а следовательно, и коэффициент подъемной силы крыла. Отрыву потока с поверхности крыла способствует образование местных скачков, которые вызывают волновой срыв. [c.171]

Существенным отличием процесса перехода газа через скачок уплотнения, сопровождаемого скачкообразным увеличением давления, плотности и температуры, от течения с плавным, постепенным возрастанием указанных параметров является значительная величина работы сил внутреннего трения в газе. В скачке уплотнения на расстоянии, не превышающем нескольких длин свободного пробега молекул, вследствие больших градиентов скорости силы внутреннего трения настолько велики, что необратимо переводят в теплоту значительную часть механических видов энергии газа. Это вызывает заметное возрастание энтропии. В случае течения газа с постепенным возрастанием параметров работа сил внутреннего трения оказывается пренебрежимо малой и процесс считается изэнтропическим. [c.108]

В связи с законом Фика следует сделать еще одну важную оговорку, поскольку диффузионный массоперенос может возбуждаться не только вследствие неоднородности поля концентрации, но также из-за наличия градиентов температуры, давления, электрического потенциала и т. п. движущих сил. [c.179]

Жидкость, движущаяся относительно твердой границы, оказывает динамиче-п ское воздействие на грани- цу, которое определяется двумя факторами. Во-первых, касательные напряжения, обусловленные вязкостью и градиентами скорости на граничной поверхности, приводят к силам, касательным к поверхности. Во-вторых, давления, которые меняются вдоль поверхности вследствие динамических эффектов, дают силы, нормальные к границе- [c.184]

Сравним обтекание диска, шара и тела каплеобразной формы. Картины ламинарного обтекания показаны на рисунке 10.38, а, б, 5. Из рисунка видно, что диск наиболее резко деформирует линии тока, особенно.в окрестности точки В. В окрестности этой точки в пограничном слое диска существуют громадные градиенты скорости, а следовательно, и большие силы трения. Поэтому точка С, где происходит остановка частиц, т. е. отрыв пограничного слоя, расположена совсем близко к точке В (рис. 10.38, г), вследствие чего вся задняя поверхность диска оказывается в контакте с областью пониженного давления. В этом случае сила лобового сопротивления наибольшая, какая только может быть у разных тел при данном потоке. [c.304]

Остановимся теперь на возможности образования облаков в обширных равнинных местностях. Если в какой-нибудь местности имеется барометрический минимум (область низкого давления), то следствием этого будет концентрическое устремление воздуха в эту область низкого давления. От этого будет увеличиваться высота массы воздуха этой области, а температурный градиент вследствие притока с боков теплого воздуха будет приближаться все более и более к температурному градиенту адиабатического расслоения. Затем вследствие наступления на определенной высоте конденсации легко может возникнуть неустойчивость влажного воздуха. При дальнейшем поднятии конденсация будет значительно увеличиваться, что может иметь своим следствием продолжительное выпадение дождей. Возникающая при описанном явлении подъемная сила может привести к сохранению возникшего движения воздуха в течение многих дней (область дождливой погоды). [c.47]

Циркуляционное движение стекломассы и ванных печах создается не подъемной силой. В этих печах непрерывного действия имеются зоны с различными температурными режимами. Варка стекла происходит при температуре 1 400- 1 500° С, выработка продукции машинами может происходить только при более низких температурах 1 200- 1 100° С, когда стекломасса приобретает нужную вязкость. Поэтому по длине печи нагрев производится неравномерно и имеется градиент температуры в горизонтальном направлении. Вследствие этого на одинаковых уровнях по длине печи создается разность гидростатических давлений и стекломасса начинает течь в сторону меньшего гидростатического давления. [c.607]

Увеличение поперечного сечения по длине диффузора обусловливает уменьшение средней скорости течения и, согласно уравнению Бернулли, повышение статического давления. Таким образом, вдоль диффузора устанавливается положительный градиент давления, вызываюгций силу, которая направлена против основного течения. Статическое давление, повышающееся вдоль диффузора, одинаково по всему поперечному сечению, включая область, непосредственно прилегающую к стенке, тогда как скорости распределены по сечению неравномерно и снижаются до нуля у стенки. Вследствие того, что по длине диффузора скорость течения продолжает уменьшаться, при определенных значениях и возникает состояние, при котором запас кинетической энергии потока в пограничном слое становится недостаточным для преодоления давления, характеризующегося положительным градиентом, и поток отрывается от стенок (рис. 1.21, а). [c.27]

Рассмотрим две слабоискривленные и приблизительно параллельные поверхности, слой жидкости между которыми движется как под действием градиента давления, так и вследствие их взаимного перемещения. Движение будем считать установившимся и действие массовых сил несущественным. Оси координат (рис. 8.7) выберем, расположив ось х на нижней поверхности и направив ее вдоль вектора скорости Ui перемещения этой поверхности. [c.306]

Рассмотрим две слабоискривленные и приблизительно параллельные поверхности, слой жидкости между которыми движется как под действием градиента давления, так и вследствие их взаимного иеремещения. Движение будем считать установившимся и де1ь ствие массовых сил несущественным. Оси координат (рис. 165) выберем, расположив ось х на нижней поверхности и направив ее вдоль скорости перемещения этой поверхности. Вторая поверхность может быть неподвижной или перемещаться вдоль оси х со скоростью и вдоль оси у со скоростью Щу. Если во все время движения толщина слоя /г остается малой, то отнощение скоростей также должно быть малым. Поэтому щ <С для любой точки внутри слоя. Кроме того, изменение скорости в направлении оси у вследствие малости слоя происходит гораздо интенсивнее, чем вдоль оси х, т. е. для любой компоненты н, [c.342]

При больших (закритических) углах атаки обтекание верхней поверхности крыла сопровождается срывом потока, происходянгим вследствие отрыва пограничного слоя при положительных градиентах давления. О возникновении отрывного режима обтекания свидетельствует нарушение линейной зависимости коэффициента подъемной силы от угла атаки (участок АВ на рис. 12.4). Коэффициент подъемной си- [c.678]

Процесс теплоотдачи при поперечном омывании трубы имеет особенности, которые обусловлены гидродинамикой движения жидкости вблизи поверхности. При обтекании передней половины трубы по направлению потока (рис. 19.4) сечение уменьшается, а скорость жидкости увеличивается. В результате давление у поверхности падает (др1дх<0). В кормовой части трубы давление увеличивается, так как скорость уменьшается. Частицы жидкости в пограничном слое вследствие действия сил вязкости и положительного градиента давления (др1дх>0) замедляются и, начиная с некоторого сечения, движутся в обратную сторону, образуя вихри, которые периодически отрываются с поверхности трубы и уносятся потоком. [c.294]

Отрыв пограничного слоя может происходить в том случае, когда на некотором участке профиля частицам рабочей среды иходнтся двигаться при отрицательном перепаде давлений, т. а. переходить из области меньших давлений в область с более высокими давлениями. Поясним это, обратившись к рис. 53.1,6. Скорость на внешней границе пограничного слоя меняется здесь так, что в критической точке А она равна нулю затем она возрастает на участке АВ и уменьшается на участке ВС (в потоке за профилем она снова становится равной скорости набегающего потока). В связи с изменением скорости течения давление на участке АВ уменьшается, а на участке ВС растет. На участке ВС частицы рабочей среды движутся за счет своей кинетической энергии при отрицательном перепаде давлений. Так как вдоль каждой из нормалей к поверхности стенки, как указывалось, давление в пограничном слое не меняется, то такое же распределение давлений, что и на внешней границе, наблюдается и в самом пограничном слое. Однако для частиц рабочей среды, движущихся в пограничном слое, кинетическая энергия оказывается уменьшенной вследствие действия сил трения, тем большего, чем ближе находится каждая данная частица к стенке. Может оказаться, что кинетическая энергия движущихся у самой стенки частиц недостаточна для преодоления участка с отрицательным вдоль оси х градиентом давления. [c.469]

При определении основного течения в наклонном конвективном пограничном слое важно учесть наличие поперечной составляющей подъемной силы, которая приводит к появлению продольного градиента давления. Течение, таким образом, вызьшается как продольной компонентой подъемной силы, так и продольным градиентом давления, вследствие чего при произвольном угле наклона автомодельное решение уравнений пограничного с]10я отсутствует. В предельном случае горизонтальной ориентации пластины (а = 90°) подъемная сила перпендикулярна слою и течение вызывается только одной причиной — продольным градиентом давлешя В этом случае имеется автомодельное решение (см. [40,41]) для пограничного слоя, структура которого отличается от описываемой формулами [c.222]

Взаимодействие течения типа (1) с плоскостью часто встречается в различных технических устройствах, например в вихревой камере [37]. Эта проблема имеет отношение к таким интригующим явлениям природы, как смерчи, пыльные дьяволы , торнадо и т. п. Из-за взаимодействия вихря с плоскостью в ее окрестности возникают вторичные течения, подчас имеющие очень высокую интенсивность. Это происходит по следующим причинам. Вдали от плоскости согласно (1) Ор/дг = риЦг, так что градиент давления уравновешивается центробежной силой. На самой плоскости вследствие прилипания поле центробежных сил исчезает и градиент давления компенсируется возникновением радиального течения в направлении перепада давления, т. е. к оси вращения, которое должно иметь скорость, обуславливающую появление на плоскости сил трения, компенсирующих ослабление центробежных сил. Эти явления, называемые торцевым эффектом, играют существенную роль в процессе движения частиц в вихревой камере. Они же способствуют подсосу к основанию смерча пыли и других предметов, которые делают видимым это явление природы. [c.37]

Аналогичные явления наблюдаются в расплЗвленной зоне сварной точки. Однако неравномерность плотности тока по горизонтальным сечениям точки, а также чечевицеобразная форма расплавления создают дополнительные направления течения жидкости. В верхней и нижней части расплавленного ядра давление будет меньше, так как там диаметр расплавления и /о (вследствие растекания) меньше, чем на поверхности раздела листов (в твердом проводнике эти силы уравновешиваются сопротивлением кристаллической решетки). Вследствие этого в ядре сварной точки возникает градиент давления также в вертикальном направлении от линии раздела листов (рис. 1, е). Под действием этих давлений жидкий металл течет вдоль поверхности раздела по направлению к оси затем он стремится течь либо вверх, либо вниз, и, наконец, течет вдоль границы расплавления вверху и внизу (рис. 1, ж). Одновременно образуются и другие мелкие потоки в вертикальном направлении. Все это способствует интенсивному перемешиванию жидкого металла. [c.189]

Ветер —ъта движение воздуха относительно земной поверхности, характеризуемое скоростью и направлением (откуда дует). Непосредственной причиной ветра является горизонтальный барический градиент или, говоря анане, перепад давлений воздуха над разными участками земной поверхности. Как только он возникает, частицы воздуха начинают с ускорением перемещаться из области более высокого давления в область более низкого. Сила барического градиента всегда перпендикулярна изобаре — линии равных давлений. Кроне того, на движущуюся частицу воздуха действуют ускорение Кориолиса вследствие вращения ЗеШи, сила трения в центробежная сила. Поэтому ветер в атмосферном слое трения движется не пернендикулярно изобаре, а под углом к ней. В свободной атмос ре частицы воздуха движутся параллельно изобаре, оставляя (класть низкого давления слева в Северном полушарии и справа — в Южном. Этот ветер носит название градиентного, поскольку в свободной атмосфере, как говорилось выше, нет трения [32]. [c.74]

ДИФФУЗОР в гидроаэромеханике, участок проточного канала (трубопровода), в к-ром происходит торможение потока жидкости или газа. Поперечное сечение Д. может быть круглым, прямоугольным, кольцевым, эллиптическим, а также несимметричным. По своему назначению и теом. форме Д.— устройство, обратное соплу. Вследствие падения ср. скорости V давление р в направлении течения растёт (см. Бернулли уравнение) и кинетич. энергия потока частично преобразуется в потенциальную. В отличие от сопла, преобразование энергии в Д. сопровождается заметным возрастанием энтропии и уменьшением полного давления. Разность полных давлений на входе и выходе Д. характеризует его гидравлич. сопротивление и наз. потерями. Потерянная часть кинетич, энергии потока затрачивается на образование вихрей, работу против сил трения и необратимо переходит в теплоту. Движение жидкости (газа) в направлении роста давления в потоке, т. е. существование положит, градиента давления в направлении течения,— осн. отличит. свойство Д. [c.176]

Центробежные силы, возникающие в закрученном потоке вследствие появления вращательной составляющей скорости, оттесняют поток к стенке канала, что приводит к изменениям в распределении осевой скорости в периферийной зоне эта скорость увеличивается, а в приосевой — уменьшается. Перестройка Црофиля осевой скорости по длине вследствие уменьшения интенсивности закрутки и геометрических особенностей продольного сечения канала приводит к появлению радиальной составляющей скорости, которая в некоторых случаях соизмерима с осевой и вращательной (в соплах, каналах переменного сечения). Характерной особенностью закрученных потоков является радиальный градиент статического давления [c.6]

Выбор области контактных давлений, охватывающей интервал Os < (/max НВ, обусловлен нреждв всего ее практической неизученностью. В настоящее время точное определение деформаций и напряжений в реальных условиях трения не представляется возможным как вследствие локальности процесса, так и из-за значительного их градиента по глубине. Аналитическое решение этой задачи, основанное на достижениях теории упругости и теории пластичности, получено соответственно только для областей упругого и пластического контактов [20, 22]. Область упругопластических деформаций пока не поддается аналитической оценке. Предложенные в Гб] критерии перехода от упругого контакта к пластическому через глубину относительного внедрения являются в достаточной степени условными, так как не учитывают сил трения. При трении, как и при статическом вдавливании индентора, до сих пор нет однозначного критерия пластичности, который указывал бы на условия наступления пластической деформации [96]. Если при одноосном нагружении пластическая деформация металла начинается при напряжениях, равных пределу текучести, то при трении вследствие сложного напряженного состояния несущая способность контакта повышается и пластическая деформация начинается при значениях q = ds, где Ts — предел текучести с — коэффициент, который в зависимости от формы индентора, упрочнения и т. д. может меняться в значительных пределах (от 1 до 10) [6, 97]. В связи с тем что структурные изменения являются комплексной характеристикой состояния поверхностного слоя, представляется целесообразным их исследование именно в унругопластической области, где они могут служить критерием степени развития пластической деформации, критерием перехода от упругого контакта к пластическому. [c.42]

Силу взаимодействия между фазами можно представить в виде суммы четырех составляющих силы Стокса F , учитывающей действия вязких сил на межфазной границе раздела, силы F , связанной с присоединенной массой вследствие скольжения частиц относительно непрерывной среды, фзУр — силы Архимеда, учитывающей поля давления в несущей фазе, и силы Магнуса Г з, вызванной градиентом скорости в поперечном направлении [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...