Неустойчивость границы двух потоков

Неустойчивость границы двух потоков 469 [c.468]

На поверхности тангенциального разрыва в связи с ее неустойчивостью возникают вихри, беспорядочно движущиеся вдоль и поперек потока вследствие этого между соседними струями происходит обмен конечными массами (молями) вещества, т. е. поперечный перенос количества движения, тепла и примесей. В результате на границе двух струй формируется область конечной толщины с непрерывным распределением скорости, температуры и концентрации примеси эта область называется струйным турбулентным пограничным слоем. При очень малых значениях числа Рейнольдса струйный пограничный слой может быть ламинарным, но на этом сравнительно редком случае течения мы не останавливаемся. [c.361]

Так как число Рейнольдса пропорционально отношению инерционной силы к силе вязкости, нахождение условий, определяющих границы устойчивости, должно производиться с учетом вязких свойств жидкости. Однако первое представление о механизме возникновения неустойчивости в прямолинейном потоке можно получить с помощью схемы движения поверхности раздела двух слоев идеальной жидкости. [c.360]

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]

Хотя в этой главе рассматривается главным образом течение вязких жидкостей, задача об устойчивости существует и для идеализированных потоков невязких жидкостей. Действительно, благодаря относительной простоте их математического анализа исторически именно для них впервые было найдено удачное решение. Неустойчивость может возникнуть, например, если тяжелая жидкость располагается выше легкой или если существует разрыв скоростей на границе двух жидкостей (Гельмгольц, 1882), или если поверхностное натяжение оказывает разрушительное влияние на струю жидкости (Релей, 1879). Во всех этих случаях вязкостной диссипацией пренебрегают, но это не значит, что течения обязательно будут неустойчивыми, так как может установиться такое положение, когда передачи энергии возмущению не будет и тогда не будет ни затухания, ни распространения его. [c.232]

Так, гидродинамическая мода теперь сопровождается очень медленным дрейфом системы вихрей вдоль границы раздела потоков (скорость дрейфа на два порядка меньше экстремальной скорости основного течения). Асимметрия граничных условий для возмущений температуры приводит также к снятию вырождения двух тепловых волн волновые возмущения, распространяющиеся вверх и вниз, теперь оказываются неравноправными с точки зрения устойчивости. При этом расчеты показывают, что характеристики неустойчивости для волны, распространяющейся возле одной из границ, практически не зависят от тепловых условий на другой границе (это, несомненно, связано с локализацией волнового возмущения в одном из потоков — факт, обнаруженный уже в работе [61] при решении симметричной задачи). Таким образом, в случае асимметричных условий в области 0,89 < Рг < 13,7 более опасна волна, распространяющаяся вдоль теплоизолированной границы, а при Рг > 13,7 - вдоль изотермической (точка Рг = 13,7 соответствует пересечению кривых на рис. 50). [c.86]

На рис, 94 представлены нейтральные кривые Сг (/ ). Рис. 94, а относится к значению г = 1, принадлежащему области т < 5/3. При таком значении параметра течение состоит из двух встречных потоков. Как и следует ожидать, результаты исследования устойчивости в этом случае близки к соответствующим результатам для течения с кубическим профилем скорости. Имеются две моды неустойчивости. Одна из них (кривая 1) связана с развитием гидродинамических возмущений. Поскольку в обсуждаемом случае профиль скорости не является строго нечетным, вихри медленно дрейфуют вдоль границы раздела потоков вверх, причем соответствующая фазовая скорость мала по сравнению со скоростью основного течения. Кривая 2 соответствует неустойчивости типа нарастающих тепловых волн, распространяющихся в восходящем потоке с фазовой скоростью, близкой к максимальной скорости этого потока. Волновая мода является более опасной. [c.150]

Свободной границей струи называется поБерхность соприкосновения двух потоков жидкости, движущихся в одном и том же направлении, но с разными скоростями. Такая поверхность разрыва скоростей неустойчива, и поэтому вниз по течению от первой точки соприкосновения обоих потоков возникает зона турбулентного перемешивания, ширина которой возрастает в направлении течения (рис. 24.1, а). [c.649]

Исследованию гидродинамической устойчивости изотермических плоскопараллельных стационарных течений посвящена обширная литература (см. [ ]). Обычно интерес исследователей сосредоточен на выяснении вопроса об устойчивости нескольких изотермических течений — Куэтта, Пуазейля и течения, в пограничном слое. Нас в дальнейшем будет интересовать задача исследования спектра нормальных возмущений и определения границы устойчивости конвективного течения. Специфическим свойством этого течения является нечетность профиля. Это обстоятельство, как будет видно, приводит к появлению некоторых характерных особенностей спектра возмущений. Неустойчивость -конвективного течения наступает при числах Рейнольдса, гораздо меньших, чем, например, в случае течения Пуазейля. Это связано со структурой течения — наличием двух встречных потоков, взаимодействие между которыми приводит К потере устойчивости при сравнительно малых скоростях, [c.305]

На рис. 106 изображены линии тока возмущенного течения, соответствующего этим модам. Как и в случае конвективного течения между плоскостями, нагретыми до разной температуры, обсуждаемый гидродинамический тип неустойчивости развивается в виде системы вихрей на границах раздела встречных потоков. Этих границ теперь две — в правой и левой половинах сечения канала. Это обстоятельство приводит к появлению двух степеней свободы для развития вихрей. Соответственно этому могут раз- [c.168]

Ранее возникновение поворотов кристаллической решетки при ПД рассматривалось как пассивное следствие неоднородности деформации ламинарного типа. Например, предполагалось, что образование иррациональных двойников Бриллиантова—Обреимова происходит за счет накопления Др в виде дислокационной стенки на границе двух разнонапряженных частей кристалла (Xj и Тг) вследствие неоднородности двух ламинарных дислокационных потоков [161]. В настоящее время одной из основных причин ротационной неустойчивости кристаллов считают коллективное движение дислокаций [162]. В этом случае ротации в пластически деформируемых кристаллах возникают под действием крутящих моментов или как следствие дислокационной неустойчивости. [c.98]

Идея о существовании в природе двух родов сверхпроводников высказана впервые в 1952 А. А. Абрикосовым иН. В. Заварицким на основе эксперим. результатов Л. В. Шубникова с соавтораии по кривым намагничивания сверхпроводящих сплавов (1937) и данных Н. В. Заварицкого по критич. полям тонких сверхпроводящих плёнок. Для С. в. р. в магн. поле неустойчивость до отношению к образованию зародышей сверхпроводящей фазы в нормальной возникает раньше, чем становится выгодным переход всего объёма образца в сверхпроводящее состояние. При этом граница раздела нормальной и сверхпроводящей фаз имеет отри-цат. энергию, в отличие от С. 1-го рода, где эта энергия положительна. В результате при достаточно большом магн. поле (выше Я,,,) С. в. р. разбивается на большое кол-во чередующихся нормальных и сверхпроводящих областей, причём нормальные области несут квантованное значение магн. потока (см. Квантование магнитного потока). [c.442]

Нали ше двух механизмов конвективной неустойчивости осциллирующего течения, вибрационного и гравитационного, определяет методику эсперимента. В основном каждая серия опытов проводится при некотором постоянном значении гравитационного числа Рэлея Ка (где - разность температур границ слоя, 1г - ширина канала, - ускорение свободного падения). При этом температура теплообменников задается с помощью двух жидкостных термостатов. При пошаговом повышении (понижении) амплитуды колебаний столба воздуха изучается зависимость теплового потока через слой от амплитуды. Порог возбуждения тепловой конвекции регистрируется по критическому возрастанию теплопереноса. При изучении конвективной неустойчивости гравитационной природы (в отсутствие или при слабых вибрациях) измерения проводятся при пошаговом повышении (понижении) разности температур границ слоя. Одновременно с температурными измерениями ведутся визуальные наблюдения и фоторегистрация конвективных структур. [c.22]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...