Разрушение пограничного слоя

Для подтверждения гипотезы о существенном влиянии адсорбированного слоя на уменьшение расхода жидкости в пористых материалах необходимо иметь информацию о толщине этого слоя и о соотношении его толщины с диаметром поровых каналов. Толщина адсорбированных слоев зависит от свойств жидкости и твердого тела, температуры. При наложении напряжений сдвига (внешнего перепада давлений) возможно уменьшение толщины этих слоев из-за срыва внешних слабосвязанных молекул. Следует ожидать также постепенного ослабления и полного разрушения пограничных слоев при увеличении температуры вследствие возрастания интенсивности теплового движения молекул. [c.25]

Коэффициент теплоотдачи принимает наибольшее значение в лобовой части трубы, где толщина пограничного слоя минимальная. Из-за увеличения толщины пограничного слоя по периметру трубы коэффициент теплоотдачи уменьшается, достигая минимального значения в точке отрыва потока. В области вихревой зоны происходит увеличение коэффициента теплоотдачи за счет разрушения пограничного слоя. [c.211]

Искусственная турбулизация пограничного слоя, которая позволяет перенести Кекр в область меньших, чем обычно, значений Re, как показывает практика, осуществима различными путями. В одном случае это удается путем турбу-лизации набегающего потока, в другом — путем разрушения пограничного слоя на большей части поверхности шарика при- установке турбулизирующих планок, подобных кольцу Прандтля на шаре. [c.44]

При кипении жидкости основной поток тепла от поверхности нагрева передается жидкой фазе, так как она обладает значительно большей теплопроводностью, чем паровая фаза. Поэтому, как и в случае конвекции однофазной жидкости, основным тепловым сопротивлением при кипении является тепловое сопротивление пограничного слоя жидкости. Однако периодический отрыв паровых пузырьков от стенки и их всплывание вызывают сильное движение, турбулизацию жидкости, разрушающую пограничный слой, что приводит к значительному увеличению интенсивности теплоотдачи по сравнению с конвекцией однофазной жидкости. Большой эффект увеличения теплоотдачи за счет парообразования в пограничном слое жидкости обусловлен тем, что при кипении разрушение пограничного слоя исходит непосредственно от поверхности нагрева, на которой зарождаются паровые пузырьки. Поэтому турбулизирую-щее влияние паровых пузырьков охватывает весь пограничный слой и далее распространяется на ядро потока. При конвекции однофазной жидкости также может иметь место турбулизация пограничного слоя жидкости. В этом случае она возникает за счет турбулентных пульсаций жидкости, которые возрастают с увеличением скорости ее движения. Но эти возмущения идут в обратном направлении, т. е. из ядра потока к стенке, и полностью на. всю толщину пограничного слоя из-за вязкости жидкости не распространяются. При любой скорости движения на поверхности сохраняется тонкий [c.225]

Повышение температуры не только способствует интенсификации сорбционных процессов, но и вызывает деструкцию полимерных связующих и гидролиз стекловолокнистого наполнителя. Сорбция воды химически стойкими полиэфирными стеклопластиками при температурах выше 333 К сопровождается гидролизом сложноэфирных связей, разрушением пограничных слоев связующее-наполнитель, выщелачиванием стеклонаполнителя. Миграция из стеклопластика олигомерных примесей и остатков мономеров, а также продуктов гидролиза компонентов приводит к перегибу на кинетической кривой сорбции (рис. 5.7). [c.118]

Разрушение пограничного слоя [c.123]

Разрушением пограничного слоя можно объяснить и ускорение процесса растворения под действием ультразвуковых волн об этом более подробно будет сказано ниже, в разделе, посвященном ультразвуковой очистке. [c.128]

Новая физическая модель [206, 207] начальных стадий АГ-режима перехода названа резонансно-волновой концепцией разрушения. Дальнейшее экспериментальное изучение всплесков-шипов [208] позволило сформулировать два основных вывода а) возникновение шипов не связано с механизмом ЛВВ-неустойчивости, как это предполагалось в течение тридцати лет б) шипы обладают свойствами солитонов. Второй из этих выводов заслуживает пристального внимания, поскольку из него вытекает принципиально иная трактовка нелинейных явлений, сопровождающих А -режим разрушения пограничного слоя. [c.15]

Для большинства процессов в металлургии особо большое значение имеет диффузия. Имеется много экспериментальных данных, показывающих, что ультразвук ускоряет диффузионные процессы в металлических расплавах и на границе с твердой фазой. Однако это явление еще теоретически не объяснено. Приемлемым можно считать объяснение, согласно которому ускорение диффузии под действием ультразвука вызывается возможностью легкого перемещения атомов из одного устойчивого состояния в другое благодаря образованию кавитационных пузырьков. При этом учитывают также влияние вторичных эффектов — акустических потоков — и повышение температуры [2, 49] или акустическое давление, вызывающее турбулентное перемещение и разрушение пограничного слоя между жидкой и твердой фазами при ускорении диффузии на границе жидкость—твердое тело. Существует мнение [49], что ультразвук уменьшает энергию активации при диффузии, чем объясняется ускоренное разрушение титанового излучателя в расплавленном алюминии. [c.46]

Теплообмен в кипящем слое более интенсивен, чем в неподвижном. Интенсификация теплообмена в этом случае обусловлена сложным колебательно-вращательным движением, твердых частиц и высокой степенью турбулизации газового потока, которые в общем итоге способствуют разрушению пограничного слоя на твердых поверхностях. Этому способствует также столкновение твердых частиц между собой и со стенками теплообменного аппарата. Расчетная формула для теплообмена между газообразным теплоносителем и твердыми частицами в кипящем слое при Яе =40—500 дана в работе [15] в следующем виде [c.93]

Из-за комбинации деформации капли, циркуляции жидкости внутри нее, образования пограничного слоя вокруг нее и различной роли каждого из этих процессов можно выделить три разновидности разрушения капли, которым соответствуют три диапазона чисел Вебера [c.260]

Рассмотрим задачу при наличии на поверхности тела слоя кокса, который образуется в результате выделения газов из твердого пластического материала при определенной температуре и формирования твердой решетки. Слой кокса может достигать по толщине нескольких миллиметров и существенно влиять на тепловые потоки к телу и величину уноса материала. Материал решетки кокса на границе с газовым потоком испаряется и вступает в химическое взаимодействие с потоком (механическое разрушение решетки здесь не рассматривается). Внутри материала обтекаемого тела могут происходить также эндотермические реакции , приводящие к образованию в теле нескольких слоев с различной структурой и различными термодинамическими свойствами. Каждой реакции соответствует характерная температура и скрытая теплота превращения. Пары решетки кокса вместе с газами, образовавшимися при коксовании, поступают в пограничный слой, где они могут вступать в химическое взаимодействие с компонентами смеси газов основного потока. Набегающий на тело поток также может быть многокомпонентным. Будем рассматривать стационарный режим теплового взаимодействия, когда граница газ—слой кокса, а также фронты коксования и эндотермических реакций продвигаются в глубь тела с постоянной скоростью D (тело предполагается имеющим бесконечную толщину). [c.56]

Здесь использована естественная система координат, оси которой X и у направлены по касательной и по нормали к обтекаемой поверхности, и qis — соответственно массовая скорость образования компонентов и тепловой эффект -й независимой гетерогенной химической реакции Ns — число независимых гетерогенных реакций, — плотность диффузионного потока а-компонента, Ra — массовая скорость образования ос-компонента в результате гетерогенных химических реакций и сублимации, (ро)ш — массовая скорость термохимического разрушения тела, — толщина слоя теплозащитного материала, индексы ш и е приписывают параметрам на границе раздела сред и на внешней границе пограничного слоя, и, V— компоненты скорости. [c.213]

Таким образом, пограничный слой можно рассматривать как некоторое третье тело, состоящее из материала, находящегося в состоянии пластического течения. Структура его сложна и непостоянна во времени. Стационарное состояние пограничного слоя представляется как термодинамическое равновесие процессов разрушения и восстановления атомно-молекулярных связей частиц диспергированной среды, сопровождаемое изменением массы (вынос из зон контакта диспергируемого материала) и рассеянием энергии. [c.87]

При Re 5-10 практически с самого начала развивается турбулентный пограничный слой. Если жидкость втекает из большого объема в трубу, имеющую острую кромку на входе, то в начале трубы образуются вихри, приводящие к быстрому разрушению ламинарного пограничного слоя. [c.201]

Дополнительные проблемы при оценке предельных свойств композитов появляются в связи с такими особенностями этих материалов, как неупругость поведения компонент, анизотропия армирующих волокон, разброс прочности компонент, наличие третьей фазы в виде пограничного слоя матрицы вблизи поверхности волокна. Следует учитывать также и специфику их применения — в авиационных конструкциях требуется нечувствительность к локальным разрушениям, в судостроении — стойкость к коррозии и кавитации, в возвращаемых космических кораблях—сопротивление абляции и уносу массы. [c.38]

Рассмотрим процесс поперечного обтекания одиночной цилиндрической трубы потоком жидкости (рис. 17.7). Плавное обтекание цилиндра возможно только при малых скоростях потока — при Re < 5. При всех значениях Re > 5 наблюдается отрыв потока от стенки трубы и образование в кормовой части двух симметричных вихрей, которые с увеличением скорости потока вытягиваются по течению, удаляясь от трубы. Ламинарный пограничный слой, образующийся на лобовой части по обе стороны от точки О, ирн 5 < Re < 2-10 отрывается от поверхности трубы в точке а, характеризующейся углом ф 82° (рис. 17.7, а). Увеличение толщины пограничного слоя от минимального в точке О до максимального в точке отрыва а приводит к увеличению термического сопротивления и уменьшению коэффициента теплоотдачи а. Коэффициент а имеет максн.мальное значение в точке О, минимальное — в точке отрыва а. В кор.мовой части значения а вновь увеличиваются за счет разрушения пограничного слоя и образования вихрей, турбулизирующих поток. При значительных числах Рейнольдса (Re > 2-10 ) ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный (точка Ь на рис. 17.7, б) и место отрыва от трубь перемещается по потоку (точка а). Это приводит к улучшению обтекания цилиндра (ср 120") и уменьшению вихревой зоны. [c.191]

При углах ф порядка 80... 100° лроисходят разрушение пограничного слоя и, как указывалось, отрыв струи с поверхности цилиндра [c.344]

Был произведен опыт слива мазута марки 100 с разогревом ви броподогревателями. При вибрации подогревателя со значительными амплитудами происходит разрушение пограничного слоя и теплоотдача осущест- [c.31]

Большой эффект увеличения теплоотдачи за счет парообразования в пограничном слое жидкости обусловлен тем, что при кипении разрушение пограничного слоя в различных местах происходит непосредственно у поверхности нагрева, на которой зарождаются паровые пузырьки. Поэтому вязкий заторможенный слой жидкости сохраняется лишь на участках поверхности, не занятых паровыми пузырьками. При конвекции однофазной жидкости также может иметь место турбули-зация пограничного слоя жидкости. В этом случае она возникает за счет турбулентных пульсаций, которые возрастают с увеличением скорости движения жидкости. Однако эти возмущения идут в обратном направлении — из объема жидкости к стенке и полностью на всю толщину пограничного слоя не распространяются. Увеличение скорости и соответствующие турбулентные возмущения никогда не приводят к полному разрушению пограничного слоя, а уменьшают лишь его эффективную толщину. Как указывалось выше, при любой скорости [c.288]

Быстрое разрушение пограничного слоя существенно также и для такой операции, как закалка, например, стали и ее сплавов. Как известно, для получения хорошей закалки, нужно осуществить очень быстрое охлаждение поверхности закаливаемого изделия, чтобы внезапно остывшая структура поверхностного слоя сохранила структуру, характерную для высокой температуры. Поэтому, когда сильно нагретое изделие опускают в охлажденную ванну, нужно обеспечить быстрое удаление как прилегающего к изделию уже нагревшегося слояжидкости,так и образовавшегося на границе твердое тело—жидкость слоя газа и пара. [c.126]

Химич. действия У. определяются кавитацией и зависят от характера газового содержимого кавитационных полостей. Кроме того, на химич. процессы сун ественно влияют также вызываемые У. интенсивное перемешивание, разрушение пограничного слоя и дисиергирование взаимодействующих компонент, приводящие к увеличению активной поверхности. [c.239]

Обнаруженный более тридцати лет назад в экспериментах [106-108] X"-режим разрушения ламинарного пограничного слоя характеризуется появлением на осциллограммах пульсаций скорости мощных всплесков возмущений, имеющих специфическую форму шипов. В качестве механизма образования шипов вплоть до недавнего времени предлагалась концепция локальной высокочастотной вторичной неустойчивости (ЛВВ) появление пакета высокочастотных пульсаций на неустойчивом перегибном мгновенном профиле скорости, формируемом первичной волной. В середине 70-х годов в опытах [202] обнаружен существенно иной путь разрушения пограничного слоя, названный субгармоническим, или УУ-режимом. Переход к турбулентности в //-режиме происходил путем плавного нарастания высших гармоник, появления в спектре низкочастотных пульсаций, включая субгармонику, и последующего их взаимодействия, причем присущих -режиму всплесков-шипов не наблюдалось. Основным механизмом появления трехмерности и стохастизации течения в ЛГ-режиме, как было установлено в [113, 203], является параметрическое резонансное усиление (теоретически предсказанное в [111]) фоновых субгармонических возмущений при их взаимодействии с основной волной неустойчивости. [c.14]

Эффекты, вызываемые ультразвуком в жидкостях и твердых телах, могут быть успешно использованы при закалке и отпуске сталей. Из этих эффектов особое значение имеет резрушение пограничного слоя жидкостей, непосредственно соприкасающихся с твердыми телами. Интенсивное перемешивание расплава и возникнове[1ие кавитации на поверхности твердых тел под действием ультразвука вызывают разрушение пограничного слоя и интенсификацию теплообмена с жидкостями, т. е. увеличивается ее охлаждающая способность. С другой стороны, в процессе охлаждения при закалке на поверхности деталей образуется слой газов и пара, который тоже изменяет охлаждающую способность среды. Ультразвук вызывает эффективное разрушение и этого слоя и обеспечивает более продолжительный контакт между твердыми телами и жидкостями. Таким образом, он тоже увеличивает охлаждающую способность закаливающей среды. [c.100]

Все это вместе взятое воздействует на разрушение пограничного слоя охлаждающей жидкости и интенсифицирует теплообмен. Естественно, расчет теплоотдачи по упрощенным эмпирическим формулам (Зоннекена и др.) здесь невозможен. [c.73]

В момент наибольшего сокращения расхода система скачков превратцается в криволинейную ударную волну, выбитую вперед за пределы центрального тела. Это приводит к устранению отрыва пограничного слоя и увеличению расхода воздуха, вследствие чего система скачков восстанавливается, а замыкающий ее скачок подходит к тому месту, где вновь происходит отрыв пограничного слоя и т. д. На этом режиме наблюдается сильная тряска ( ном-паж ) двигателя — низкочастотные пульсации давления, связанные с колебанием расхода воздуха. Ввиду возможного разрушения двигателя работать на режиме помнажа нельзя. [c.486]

Величина отражает свойство аблирующего покрытия поглощать теплоту, но не учитывает защитного эффекта, обусловленного вдуванием продуктов разрушения покрытия в пограничный слой горячего газа. Поэтому для сравнительной оценки покрытий удобнее использовать эффективную теплоту абляции [c.470]

Пр1 дальнейшем увеличении температурного паиора (Э < О < < Э,,р) уменьшается радиус зародышей 1см. уравнеи е (17.39)1, что приводит к значительному росту числа жизнеспособных зародышей, т. е. к увеличению количества действующих центров парообразования. Наступает режим развитого пузырькового кипения (область Р), который характеризуется интенсивным разрушением и турбулизациеи вязкого подслоя, быстро растущими пузырями иара. Этот режим отличается высокой интенсивностью теплообмена, что является следствием ь-алой толщины пограничного слоя у поверхности нагрева. [c.2]

Развитие аэротермохимии стимулировали проблемы, воз никающие в современной технике, в частности проблема тепловой защиты аппаратов, работающих при весьма высо ких температурах. Действительно, при входе летательных аппаратов в атмосферу температура за ударной волной на внешней границе пограничного слоя достигает 10 000 К н более. В этом случае эффективная тепловая защита может быть осуществлена только при условии частичного разрушения материала поверхности. Процесс абляции вещества теплозащитного покрытия оказывается весьма сложным. Этот процесс может быть связан с оплавлением и с испарением жидкой пленки, сублимацией, поверхностным горением, механической и тепловой эрозией обтекаемой поверхности. Строгая математическая постановка упомянутых задач приводит к необходимости решать нелинейные уравнения гиперзвукового пограничного слоя или вязкого ударного слоя с краевыми условиями на подвижных поверхностях, которых, вообще говоря, может быть несколько. [c.3]

Таким образом, можносделать вывод о том, что вдув в пограничный слой продуктов разрушения, способных поглощать и излучать лучистую энергию, увеличивает суммарный лучистый тепловой поток к поверхности, если вдуваемые компоненты непрозрачны в видимой части спектра, и ужньшает его, если компоненты непрозрачны при К <С <0,115 мкм. Именно поэтому при / >0,06 имеет место снижение суммарного по спектру лучистого потока при Та= = 1,4-10 К и в особенности при = 1,7-10 К (см. рис. 7.10.5). [c.449]

Переход от ламинарной формы течения к турбулентной происходит не в точке, а на некотором участке и зависит от многих факторов, в том числе от степени турбулентности набегающего потока, шероховатности поверхности, продольного градиента давления в потоке и т. д. Опыты показывают, что переход к турбулентной форме течения в пограничном слое на пластине при низкой степени турбулентности внешнего потока может происходить при значениях Квкр, лежащих в пределах 3,5-10 ... 2,8-10 . Координаты начала разрушения ламинарного слоя и [c.157]

Отметить на графике числа ReKpi и ReKp2, соответствующие началу разрушения ламинарного пограничного слоя и возникновения развитого турбулентного течения. Полученные зависимости сравнить с имеющимися в литературе данными. [c.158]

Другим важным средством повышения жаростойкости является обеспечение цостоянного химического состава покрытий. Известно, что химический состав защитного покрытия может измениться либо в результате взаимодействия с газовой средой, либо за счет взаимодействия с основным металлом. Химическое разрушение покрытия газами предотвращается при образовании сплошной газонепроницаемой пленки в пограничном слое покрытие—газ. Такой слой образуется, например, при нагревании на воздухе дисилицида молибдена [5], на поверхности которого в начальной стадии окисления образуется стекловидная пленка кремнезема, изолирующая силицид от газовой среды. Иногда для предотвращения миграции атомов газообразных окислителей на поверхность покрытия наносят тончайший слой стекловидного материала, обладающего высокой вязкостью [6]. Предотвратить же взаимодействие защищаемого материала с покрытием при высоких температурах практически невозможно. [c.20]

Тепловой поток снижается, проходя через пограничный слой е IV) до д в результате вдува газообразных продуктов разрушения материалов покрытия и конструкционной стенки на величину (а/С ) 7С, где у — коэффициент вдува, который в основном зависит от соотношения молекулярных масс вдуваемых компонентов, а С — безразмерный унос массы С=(йС/йт) (1/(а/С ,)о), где (а1С ) — коэффициент теплообмена для неразрушаемой стенки материала, пропорциональный коэффициенту массообмена в пограничном слое газа. [c.90]

Даже при максимальной адгезии полимеров к немодифициро--ванным графитовым волокнам композиты на их основе имеют невысокую прочность на сдвиг вследствие разрушения по слабым пограничным слоям графита. Окисление применяется прежде всего для удаления потенциально слабого пограничного слоя с поверхности графита. На возникающей в результате этого гидрофильной поверхности в присутствии воды могут образовываться гидролитически равновесные связи с полярными смолами, что в свою очередь приводит к снижению усадочных напряжений в материале. В случае композитов из оксидированного графита с неполярными смолами для релаксации напряжений и сохранения механических, свойств во влажной среде необходима, вероятно, обработка наполнителя силановыми аппретами. [c.217]

Следует осторожно сопоставлять величины сдвиговых деформаций у кончика трещины у с предельными значениями деформации сдвига Vuit, определенными из испытаний композита без концентраторов напряжений. Дело в том, что в матрице и в пограничном слое волокно — матрица у вершины трещины возникает сложное напряженное состояние. Кроме того, не известно, происходит ли разрушение от касательных напряжений по матрице или по границе волокно — матрица. Однако при отсутствии данных о поведении полимерной матрицы в условиях сложного напряженного состояния представляется разумным в сдвиговом анализе оценивать распространение повреждения (или трещины) в направлении нагружения на основании прямого сопоставления у и Vuit- [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...