Гидродинамическая неустойчивость

Более интересен случай, когда < gAp. Тогда величина со становится чисто мнимой. При этом амплитуда волн начинает неограниченно расти во времени, и тогда исходное состояние двухфазной системы оказывается гидродинамически неустойчивым. Как уже отмечалось, такого рода неустойчивость называется неустойчивостью Тейлора (или Рэлея—Тейлора [30]). Физическая интерпретация неустойчивости Тейлора следующая. В действительности на начальное невозмущенное состояние системы всегда накладываются малые случайные возмущения. Их можно представить как наложение прогрессивных волн разной длины. Те волны, для которых волновые числа попадают в диапазон значений, определяемых условием < gAp, начинают неограниченно расти по амплитуде и приводят к разрушению исходного состояния системы. [c.144]

Условие (3.29) определяет момент наступления гидродинамической неустойчивости Гельмгольца. Это важное условие перепишем в размерном виде [c.152]

Итак, при превышении скоростью относительного движения фаз некоторого критического значения, определяемого правой частью (3.29а), в системе будет возникать гидродинамическая неустойчивость. [c.152]

В заключение отметим, что в случае, когда более тяжелая жидкость находится вверху (gAp < 0), при любой скорости и даже при J/q = О имеет место гидродинамическая неустойчивость. Это сразу следует из анализа подкоренного выражения (3.27а), которое теперь имеет вид [c.154]

Расчет по (4.15) показывает, что у стенки жидкость движется вниз, а около свободной поверхности вверх. На практике такие режимы оказываются гидродинамически неустойчивыми действительное течение происходит при сильных пульсациях всех величин во времени. Часто ситуацию такого рода в двухфазных системах называют режимом захлебывания . При т" больших, чем по соотношению (4.17), поток газа увлекает пленку вверх, и течение оказывается уже обращенным. Расход Fq < 0. [c.161]

Новое стационарное состояние (точка D на рис. 8.3) устанавливается в режиме пленочного кипения, а сам процесс перехода от пузырькового кипения к пленочному называют кризисом кипения. В пленочном режиме температура стенки превышает температуру спинодали, что исключает возможность прямого контакта его с жидкостью тепло передается к межфазной поверхности через паровую пленку путем теплопроводности и однофазной конвекции в паре, а также излучением. Паровая пленка гидродинамически неустойчива (по Тейлору), на ее поверхности периодически формируются и затем всплывают к свободному уровню жидкости паровые пузырьки (рис. 8.3, д). Коэффициенты теплоотдачи при пленочном [c.345]

Представляется правдоподобным, что взрыв звезды обусловлен развитием в ее недрах либо тепловой, либо гидродинамической неустойчивости. В первом случае может произойти сильный перегрев звезды и, как следствие, термоядерный взрыв, во втором — развивается имплозия — катастрофическое сжатие звезды со скоростью порядка скорости свободного падения. В результате звезда за время гидр. называемое гидродинамическим временем, [c.617]

С. С, Кутателадзе первым объяснил эти эффекты как следствие гидродинамической неустойчивости двухфазного пограничного слоя. [c.192]

При более высоких температурах поверхности ( с>М жидкость не может соприкасаться с поверхностью нагрева, так как при приближении к поверхности происходит самопроизвольное ее распадение и испарение. Это определяет возможность существования пленочного кипения, несмотря на то, что паровая пленка часто оказывается гидродинамически неустойчивой. Критический тепловой поток при прекращении пленочного режима кипения может быть найден из соотношения [c.127]

Одним из факторов возникновения нестационарности температурного поля в реакторе установки замедленного коксования (рис. 4 ) является гидродинамическая неустойчивость струи сырья, которая образует каналы неравномерно как по сечению аппарата, так и по высоте. Более того, в каж- [c.23]

Однако современное состояние теории не позволяет математически строго описать все стороны механизма возникновения гидродинамической неустойчивости, поэтому при составлении той или иной математической модели приходится делать ряд упрощающих допущений. [c.141]

Поиск областей гидродинамической неустойчивости осуществлялся путем задания переменного во времени перепада давления по всему каналу. Переход из области устойчивости (неустойчивости) в область неустойчивости (устойчивости) фиксировался по развитию (затуханию) колебаний скорости (расхода) теплоносителя на входе в канал. На рис. 4.9 представлены характерные зависимости массовой скорости теплоносителя на входе в канал от времени. [c.154]

Как следует из рисунка, начальное возмущение по массовой скорости затухает со временем в области гидродинамической устойчивости I (кривая 1) и развивается в области гидродинамической неустойчивости II (кривая 3). Сложный вид кривой 2 связан с наложением в [c.154]

В последние годы уделяется большое внимание проблеме исследования гидродинамики и теплообмена в колеблющихся потоках. Проведенные экспериментальные исследования показали, что колебания вещественной среды, в которую помещено тело, или колебания самого тела могут существенно влиять на гидродинамику и теплообмен. Такие нестационарные процессы могут сопровождаться как увеличением, так и, уменьшением интенсивности теплообмена. Колебания потоков жидкости или газа в реальных объектах могут генерироваться гидродинамической неустойчивостью процессов или механическими вибрациями конструкций. [c.3]

Механизм пленочного кипения определяется гидродинамической неустойчивостью самой паровой пленки и границы раздела пленки с жидкостью, условиями переноса тепла через нестабильную паровую пленку путем теплопроводности пара, конвекции в пленке и излучением от стенки к пару и жидкости. Влияние всех этих факторов взаимообусловлено сложными зависимостями. Так, увеличение толщины паровой пленки при поглощении тепла излучения вызывает изменение ее теплопроводности и интенсивности конвективных токов. [c.192]

Пленочное (пористое) охлаждение лопаток аналогично охлаждению лопаток газовых турбин и основано на охлаждении пограничного слоя вокруг лопатки введением в него жидкости. Бода выводится на поверхность лопатки через щели, расположенные по касательной к поверхности, или через поры материала лопаток. В первом случае гидродинамическая неустойчивость пленки жидкости ведет к образованию крупных капель, что приводит к снижению эффективности их испарения и росту потерь энергии. Увеличение количества щелей уменьшает толщину пленки и размеры капель, но при этом растет расход воды, а следовательно, снижается термический к.п.д. ПГТУ. Лучшие результаты могут быть получены при выводе воды на поверхность лопаток через поры материалов. Пористая структура стенок лопаток получается [c.52]

Биркгоф Г., Неустойчивость Гельмгольца и Тейлора, Сб. Гидродинамическая неустойчивость, изд-во Мир , 1964. [c.412]

Недостатки кипящего слоя (гидродинамическая неустойчивость при сушке высоковлажных комплектующихся материа-41 [c.643]

Когерентные структуры н гидродинамическая неустойчивость [c.22]

Возникновение когерентных структур в струйных течениях обусловлено гидродинамической неустойчивостью этих течений. В начальных участках осесимметричных струй следует различать три вида неустойчивости. [c.22]

Таким образом, капиллярное давление выделяет возможный сценарий развития процесса капиллярно-гидродинамической неустойчивости ("динамической капиллярной конденсации ). Необходимо подчеркнуть, что требуемое для блокировки канала капиллярное давление всегда ограничено снизу. В контексте механизма динамической капиллярной конденсации возникают, по крайней мере, два характерных масштаба давлений первый связан непосредственно с образованием линзы, а второй соответствует перепаду давления P /i, который требуется, чтобы сместить линзу или ламеллу из горловины канала. Как правило, давление больше, чем Р , поэтому, чтобы объяснить возникновение линз, необходимо допустить, что капиллярное дав-3 [c.35]

Одним из типичных примеров самоорганизации диссипативных структур является переход ламинарного течения жидкости в турбулентное. До недавнего времени он отождествлялся с переходом к хаосу. В действительности же обнаружено, что в точке перехода путем самоорганизации диссипативных структур происходит упорядочение, при котором часть энергии системы переходит в макроскопически организованное вихревое движение, схематически представленное на рис. 3. Таким образом, гидродинамическая неустойчивость при переходе ламинарного течения в турбулентное связана с образованием динамических диссипативных структур в виде вихрей. [c.23]

Существующие экспериментальные данные создают впечатление, что в основе наблюдаемого явления могут лежать четыре основных механизма проскальзывание материала у стенок разрушение упругих жидкостей и образование в них трещин упругая гидродинамическая неустойчивость структурная неустойчивость, обусловленная аномалией вязкости в зависимости от деформированного состояния материала и от температуры. Рассмотрим коротко эти механизмы. [c.34]

Задача исследования, которая в общей постановке обсуждалась в 3.1, сводится к нахождению взаимосвязи (пик. Функция со = со (А ) позволяет установить характер волнового движения и условия гидродинамической неустойчивости. Именно, если при любых волновых числах к величина со вещественна, то на границе существуют волновые движения, которые не растут (и не затухают) во времени. Если же в какой-то области чисел к величина со становится комплексной вида со = Oyj + /со,, где O/j и со, — вещественная и мнимая части, то поверхность раздела будет прогрессивно во времени отклоняться от начального состояния. Гидродинамическая неустойчивость в системе, обладающей относительным движением фаз, называется неустойчивостью Гельмгольца (или, согласно [30], Кельвина—Г ельмгольца). [c.147]

На основании теории гидродинамической неустойчивости Гельмгольца Н. Зубер [232] получил уравнение для расчета кр1, которое при давлениях до (0,4- 0,5) Ркр практически совпадает с уравнением (10.1) при /С=0,13 [c.273]

В основу настоящей модели физического процесса гидродинамической неустойчивости положено рассмотрение парогенерирующего канала как системы с распределенными параметрами с использованием таких интегральных характеристик, как коэффициент теплоотдачи а, коэффициент трения I, средние по сечению канала объемное ф, расходное Хр и весовое X паросодержания потока и среднемассовый расход. При таком подходе предполагается, что для описания процесса гидродинамической неустойчивости достаточно одномерной (по пространственной координате х вдоль оси канала) модели вынужденного потока. [c.141]

Рис. 4.9. Изменение расхода теплоносителя на входе в парогенерирующий канал со временем в различных зонах 1 — в зоне гидродинамической устойчивости 2 — гидродинамической неустойчивости

При одновременном псевдоожижении над всеми колпачками давление под решеткой снизилось бы на величину до значения р ). Однако очевидно, что система параллельно включенных колпачков гидродинамически неустойчива. При увеличении расхода газа через слой сначала будет ожижен материал над одним или несколькими (IV - п) колпачками, которые из-за случайных отклонений окажутся в наиболее благоприятных условиях. При этом давление под решеткой упадет до величины, определяемой сопротивлением этих (работаюхцих) колпачков. [c.42]

Сделанный на основе этого положения анализ экспериментальных и теоретических работ дает возможность классифицировать два режима, характеризующих прекращение пузырькового и переход к пленочному кипению, термический и гидродинамический. Первый режим — термический кризис теплообмена характеризуется такой организацией процесса, когда при независимом регулировании температуры стенки жидкость может быть догрета до значений, определяемых неравенством (1) при непрерывном контакте со стенкой и сохранении устойчивой микроконвекции в пограничном слое (шан > го,). Второй решим — гидродинамический кризис теплообмена характеризуется нарушением устойчивости пристенного двухфазного слоя при условии w,,b < to, вследствие запаривания (гидродинамическая неустойчивость) при независимом задании теплового потока греющей поверхности. [c.285]

Иногда расчеты циркуляции приводят к неоднозначным результатам. Существует предположение, что в этом случае возникают пульсации [1]. Оно, по нашему мнению, является ошибочным, так как из рассмотрения уравнений стационарных процессов принципиально невозможно получить какие бы то ни было сведения о процессах, изменяющихся во времени. Нам представляется, что пульсации, или, точнее, автоколебания, являются результатом гидродинамической неустойчивости стационарного режима движения рабочего тела. Такое объяснение находится в согласии с экспериментальными данными, свидетельствующими о возможности автоколебаний при наличии однозначных гидродинамических характеристик 12]. Любое решение, полученное из расчетов циркуляции, осущебтВится, если оно устойчиво. То, какой из режимов реально будет иметь место, определится процессом стабилизации или математически — начальными условиями. Если же все расчетные режимы неустойчивы, в контуре появятся автоколебания. [c.37]

Зиви С., Райт Р. Влияние обратной связи расход—паро-содержание на передаточные функции мощность — паросодержание и гидродинамическую неустойчивость в кипящих ядерных реакторах.— В кн. Кинетика и регулирование ядерных реакторов. М., Атомиэдат, 1967. [c.411]

Необходимо отметить, что чувствительность ламинарных струйных течений к воздействию звука известна уже 140 лет. Это явление впервые было обнаружено на вечерах камерной музыки, когда присутствовавший на них врач (Леконт, 1858 г.) заметил, что пламя свечи колеблется в такт со звуком виолончели, так что "глухой мог видеть гармонию". Вскоре, однако, было показано (Тиндаль, 1867 г.), что и при отсутствии горения ламинарная струя становится чувствительной к звуку. Объяснение этого эффекта было дано Релеем (1886 г) на основе исследования гидродинамической неустойчивости слоя смешения. [c.6]

Несмотря на то, что все указанные процессы внутрипорового образования ламелл пены происходят одновременно, большинство авторов полагает, что доминирующим механизмом генерации пены является механизм капиллярно-гидродинамической неустойчивости (см., например, обзоры Kovs ek и Radke, 1994 Rossen, 1995). Именно он ответствен за блокирующий эффект. В силу важности обсудим детальнее физические причины возникновения поперечных ламелл пены в потоке. [c.31]

Физическая сущность действия распределительных систем большого сопротивления заключается в том, что гидродинамическая неустойчивость взвешенного слоя загрязненной загрузки парализуется сопротивлением отверстий или щелей на пути движения воды. Для обеспечения равномерности распределения промывной воды по площади фильтра необходимо, чтобы суммарное сопротивление на пути потока промывной воды (сопротивление в распределительной системеЧ-сопротивление в загрузке) возрастало с увеличением интенсивности промывки. Математически это условие выражается уравнением [c.275]

В ряде работ высказываются мнения и приводятся факты, что наступление неустойчивого режима течения обусловлено специфической упругой гидродинамической неустойчивостью при движении упругих жидкостей (возникновение нарастающих возмущений внутри потока). В работе [17] наблюдалось беспорядочное движение окрашенной струйки полимера, вводившейся в центральную область течения. В работе [6] методом размерностного анализа был введен критерий наступления рассматриваемой неустойчивости Re, = 0Y (0 — время релаксации, у — скорость сдвига), названный эластическим критерием Рейнольдса, который представляет собой меру отношения упругих и вязких сил в потоке упруго-вязкой жидкости. Анализ многочисленных экспериментальных данных показал применимость этого критерия и его приблизительное постоянство для полимерных жидкостей различной природы. В работе [3] теоретически показано существование упругой двумерной неустойчивости в куэттовском потоке максвелловской жидкости с учетом больших упругих деформаций, накопленных в процессе течения. [c.35]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...