Продольное течение в горизонтальном слое

Продольное течение в горизонтальном слое [c.268]

ПРОДОЛЬНОЕ ТЕЧЕНИЕ В ГОРИЗОНТАЛЬНОМ СЛОЕ 269 [c.269]

Обратимся сначала к случаю продольного течения жидкости в горизонтальном слое. Такое течение может быть создано, например, движением границ слоя, либо продольным градиентом давления. [c.268]

Установлено, что на высотах порядка 2+ = 2,5... 10 (индексом плюс обозначаются длины, измеренные в единицах v/w, где и — скорость трения на стенке, о которой будет идти речь в п. 6.2) в вязком подслое под действием упомянутых выше продольных вихрей в ложбинах поперечных волн (минимумах продольной скорости) образуются ручейки замедленной жидкости шириной 6 4. = 10... 30 с поперечным расстоянием между ними порядка Л + 100, которые движутся по течению, медленно всплывая под действием продольных вихрей (см. на рис. 2.5 пример поля водородных пузырьков, генерируемых горизонтальной поперечной нитью на высоте z+ = 4,5). Такой ручеек ведет себя как миниатюрный пограничный слой и под действием отрицательного градиента давления, создаваемого проплывающим над ним вихрем с поперечной осью (о котором см. ниже), отрывается, перемещается вверх и проникает в быстрее текущую жидкость, создавая на мгновенном профиле скорости искривление с точкой перегиба (см. на рис. 2.6 пример генерированных вертикальной нитью пузырьковых изохрон). После этого на ручейке на высотах 2+ = 8... 12 возникают колебания, и вскоре его конец взрывается (преимущественно на высотах [c.75]

Фиг. 2. Вид течения в продольном сечении наклонного канала (а = 45°, Ка = -3200) при увеличении амплитуды вибраций до порога устойчивости (а), в пороге - в), при двойной надкритичности (г)) и в плоском горизонтальном слое при Ка = -3200 (е)

Как видно, температура является линейной функцией поперечной координаты профиль скорости подобен профилю в случае продольного стабилизирующего градиента температуры ( 8). На рис. 80 представлены профили скорости и поперечного градиента концентрации. С ростом параметра продольной стратификации г скорость уменьшается и течение приобретает характер разомкнутых пограничных слоев, разделенных практически неподвижным ядром. Образование пограничных слоев отчетливо видно также и в профилях поперечного градиента концентрации. При больших г градиент в ядре почти постоянен Эсо/ Эл 1. Это означает, в соответствии с уравнением состояния (19.1), что в ядре отсутствует горизонтальный градиент плотности, обусловленный градиентами температуры и концентрации. [c.129]

Назовем появившиеся в последнее время новые работы по устойчивости конвективного пограничного слоя при наличии продольного вынужденного течения для вертикальной [11], наклонной [12] и горизонтальной [13] поверхности, а также зависимости вязкости и коэффициента теплового расширения от температуры [14, 15]. [c.290]

В этой главе заканчивается анализ устойчивости плоскопараллельных (и близких к ним) конвективных течений. Рассматривается течение в горизонтальном слое под действием продольного градиента температуры его специфика состоит в том, что скорость основного течения перпендикулярна подьемной силе. Далее изучается своеобразное течение, возникающее в плоском слое в условиях невесомости под действием термовибрационного механизма. Наконец, обсуждается устойчивость конвективдых течений погранслойного типа. [c.202]

Подчеркнем, что все рассмотренные в этом параграфе задачи относились к плоскопараллельным адвективным течениям в бесконечном горизонтальном слое. В последнее время в связи с проблемой выращивания кристаллов (см. [2]) возник большой интерес к исследованию течений в горизонтальных слоях конечной длины. Обсуждавшиеся выше плоскопараллельные течения, очевидно, могут реализоваться в средней (удаленной от торцов) части достаточно длинного слоя. Оценка условий, при которых это имеет место, может быть получена из требования, чтобы вертикальный перепад температуры, создаваемый течением, был, скажем, на порядок меньше заданного продольного перепада (см. [9, 23]). В частности, для слоя с твердыми теплоизолированными границами на основании (30.11) можно получить оценку [c.212]

Как говорилось в 8, при больших числах Прандтля в слое с продольным сгаби-лизирующим градиентом температуры наиболее опасной является стационарная тепловая мода неустойчивости. В работе Дэниельса [1] условия появления такой моды получены при помощи асимптотического анализа конвективного течения в вертикальном слое толщины 2к и конечной высоты Ь Ь> к). Вертикальные границы слоя предполагаются изотермическими, горизонтальные торцы - теплоизолированными. При Рг - оо течение состоит из замкнутого пограничного слоя разной структуры на вертикальных и горизонтальных участках и малоподвижного ядра, в котором автоматически устанавливается вертикальный стабилизирующий градиент температуры С увеличением числа Грасгофа (те. поперечной разности температур) зарождается многовихревая структура. Условие ее появления можно сформулировать в виде Сг Рг (2Л/1) >915, что хорошо согласуется с имеющимися экспериментальными и численными результатами. [c.288]

Мызников В.М. Конечно-амплитудные конвективные движения жидкости в горизонтальном слое с продольным градиентом температуры // Мат. модели течений жидкости. Тр. VI Всесоюзн семинара по числ методам мех вязкой жидкости - Новосибирск. ИТПМ СО АН СССР. 1978 - С 176-186. [c.307]

Своеобразное течение возникает в плоском горизонтальном слое жидкости при наличии продольного градиента температуры. Интерес к такого рода течениям связан с рядом геофизических и технологических приложений. К ним относятся, в частности, атмосферная циркуляция Хэдли, некоторые типы движений в океане, коре и мантии Земли, процессы переноса в мелких водоемах, движение расплава в установках дпя получения кристаллов в горизонтальном варианте метода направленной кристаллизации (по поводу последней важной проблемы см. [1,2]). [c.202]

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]

На фиг. 2 показан вид осредненного течения в продольном сечении канала. Фотографии получены в свете лампы-вспышки при фиксированном значении гравитационного числа Рэлея Ка = -3200 (знак "минус" указывает на то, что верхний теплообменник имеет более высокую температуру). Здесь же приведена фотография (е) термоосцилляционного конвективного движения в плоском горизонтальном слое, то есть в отсутствие продольного течения жидкости [3]. [c.23]

Представим, следуя [3], экспериментальные пороговые точки потери устойчивости плоскопараллельного течения на плоскости безразмерных параметров Ка, К, (фиг. 3). Здесь К, , = Ш (Р0) /1 /2 Х. На данной плоскости результаты, полученные в каналах различной толщины (точки 1-3), хорошо согласуются между собой. Вертикальная линия / отмечает границу возникновения продольных валов. Тот факт, что этот порог определяется только гравитационным числом Рэлея и не зависит от К, , говорит о том, что осцилляции столба никак не влияют на возбуждение продольных валов, то есть эта мода неустойчивости имеет гравитационную (рэлеевскую) природу. Кривая // отмечает порог возникновения двумерных вихрей, ориентированных перпендикулярно оси вибраций. По точке пересечения кривой с осью К, можно оценить порог возбуждения термоосцилляционной неустойчивости в условиях отсутствия силы тяжести (Ка = 0) порог хорошо согласуется с полученным в экспериментах с горизонтальным слоем К , = 2100 [3]. Резкое повышение порогового значения К с увеличением отрицательного значения Ка объясняется возрастающим стабилизирующим действием двух факторов продольного конвективного течения и температурной стратификации (подогрев сверху). [c.25]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...