Взаимодействие тел с потоками жидкости

Л. Бернулли, всесторонне исследовавший взаимодействие тел с потоком жидкости, вначале не пришел ни к какому окончательному выводу о силе давления струи. В работе 0 действии жидкостей на твердые тела и движении твердых тел в жидкостях (1727 г.), в первой части 0 давлении текуш их вод Бернулли получил, вычислив количество движения жидкости в струе, уничтожаемое при ударе струи о препятствие за единицу времени, соотношение, равносильное формуле [c.25]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ТЕЛ С ПОТОКАМИ ЖИДКОСТИ [c.145]

В пограничном слое, как и при течении в трубе, режимы течения жидкости могут быть как ламинарными, так и турбулентными. Режим течения в пограничном слое определяет и характер силы взаимодействия тела с потоком. Так же, как и при движении жидкости в трубах, имеются характерные числа Рейнольдса, при которых в пограничном слое ламинарное течение переходит в турбулентное. Само явление перехода имеет много общего с явлением перехода ламинарного движения в турбулентное в трубах. При турбулентном пограничном слое на об- [c.298]

Рассмотрим наиболее простой случай взаимодействия тела с жидкостью, когда сжимаемостью среды и вязкостью можно пренебречь. В этом случае к основным параметрам можно отнести скорость потока v, плотность р, характерный размер обтекаемого тела I. Представим, например, qax в следующей форме записи [c.238]

Взаимодействие поверхности теплообмена с потоками жидкости или достаточно плотного газа рассматривается на основе представлений о теплоносителе как о сплошной среде — континууме. Особенность разреженных потоков газа состоит в том, что механизм их взаимодействия с поверхностями твердых тел можно объяснить только с учетом молекулярного строения газа. Поэтому количественные характеристики этого взаимодействия устанавливаются на основе молекулярно-кинетической теории газов. [c.390]

В дайной статье приводятся результаты экспериментального исследования процесса тепло- и массопереноса при взаимодействии жидкости и влажного тела с потоком газа. [c.75]

Отметим, что при исследовании некоторых задач тепло- и массопереноса и химической гидродинамики поля скорости в окрестности обтекаемых тел могут определяться закономерностями течения идеальной невязкой жидкости. Такая ситуация характерна для течений в пористой среде [32, 56, 132] и взаимодействия тел с жидкими металлами (см. разд. 4.11, где приведено решение тепловой задачи для потенциального обтекания эллиптического цилиндра поступательным потоком идеальной жидкости). [c.78]

В заключение следует отметить одно весьма важное обстоятельство. Именно через граничные условия течение жидкости зависит от формы и размеров (диаметр трубы, толщина пластины и т. д.) твердого тела, которое взаимодействует с потоком. [c.28]

Известно еще несколько частных случаев, для которых получено точное решение системы уравнений пограничного слоя. В этих частных случаях исследовано взаимодействие потока с телами простой формы. Однако наибольший интерес представляет общий случай-взаимодействие потока жидкости с телом любой заданной формы. Именно такие задачи встречаются в инженерной практике. Для них разработаны приближенные методы решения уравнений пограничного слоя. [c.110]

Современные методы расчета конвективного теплообмена основываются на теории пограничного слоя. Несмотря на свою незначительную по сравнению с характерными размерами тела толщину, пограничный слой играет основную роль в процессах динамического и теплового взаимодействия потока жидкости с поверхностью теплообмена. В непосредственной близости стенки существует вязкий подслой, где теплота передается только теплопроводностью. [c.131]

В теории теплообмена нас интересует только такой поток жидкости, который соприкасается с твердыми стенками. С этой точки зрения различают два основных случая. Первый случай, когда жидкость течет внутри канала (например, в круглой трубе), это так называемая внутренняя задача. Второй случай — когда жидкость извне омывает твердое тело, такое взаимодействие тела и жидкости соответствует внешней задаче. [c.336]

В большинстве практических случаев граничные условия для уравнения энергии (22) или (23) заранее неизвестны, поскольку существует тепловое взаимодействие между потоком жидкости и контактирующей с ним поверхностью рассматриваемого тела (элементом конструкции теплообменного аппарата). В общем случае граничные условия на поверхности рассматриваемого тела определяются не только гидродинамическими и тепловыми свойствами потока жидкости, но и характером процесса теплопроводности в самом теле. Поэтому к рассматриваемым выше уравнениям Навье-Стокса для потока жидкости необходимо добавить уравнение теплопроводности для тела [c.21]

В конденсирующем инжекторе энтальпия термодинамического рабочего тела (пара) при взаимодействии с охлаждающей жидкостью преобразуется в кинетическую энергию жидкостного потока, давление торможения которого может быть больше давления торможения любого из двух потоков, входящих в аппарат. По типу конструкции конденсирующие инжекторы могут быть разделены на два основных класса с центральным подводом пара (рис. 7.1, й) и с центральным подводом жидкости (рис. 7.1, б). Кроме того, впрыск жидкости в паровой поток (рис. 7.1, б) и пара в жидкостной поток (рис. 7.1, г) может быть произведен ступенчато. В любой схеме используются паровое и жидкостное сопла, камера смешения, диффузор с горловиной. [c.123]

А. В. Лыков [4] высказал предположение, которое объясняет причину увеличения коэффициента теплообмена при испарении жидкости по сравнению с чистым теплообменом. Заключается оно в следующем. При взаимодействии потока газа с поверхностью жидкости происходит не только испарение с поверхности, но и отрыв частиц жидкости (благодаря образованию микроволн), которые попадают в пограничный слой, где и испаряются. При испарении жидкости из капиллярно-пористого тела благодаря перемещению поверхности испарения в глубь его освобождаются капилляры (макро- и микрокапилляры). Наличие в зоне испарения общего давления большего, чем внешней среды, способствует выбрасыванию в пограничный слой частиц жидкости, которая поступает в макро- и микрокапилляры. [c.78]

Следует иметь в виду следующее. Микрорельеф поверхности тела вырабатывается в процессе взаимодействия твердого тела С абразивом (и, в общем случае, — о потоком жидкости) он н [c.507]

Но если тело, с которым взаимодействует поток жидкости (лопатки турбины, например), движется, то струя, падающая на него со скоростью V, отклоняется от первоначального направления и стекает с него со скоростью 2 < (тело движется в сторону струи). Если в секунду о движущуюся лопатку турбины ударяется масса жидкости гпи то работа, совершаемая потоком ежесекундно, равна потере кинетической энергии жидко-сти за секунду [c.282]

Но вместе с тем элементы среды переносят с собой и всо присущие им свойства. Так, каждый элемент движется с определенной скоростью и, следовательно, служит носителем определенного количества движения. Этот процесс обмена количеством движения проявляется в тех случаях, когда в разных областях потока существуют различные скорости (что всегда имеет место при взаимодействии твердого тела с движущейся средой). В этих условиях движение элементов среды сопровождается обменом количеством движения между областями жидкости, обладающими различной скоростью. Следовательно, между этими областями возникает сила взаимодействия, импульс которой равен изменению количества движения. [c.332]

Г. Вместо того, чтобы рассматривать движение твердого тела в неподвижной сплошной среде, на основании механического принципа относительности (1.2.7.5°) можно исследовать процессы, происходяш,ие при обтекании неподвижного твердого тела потоком жидкости или газа. Э( екты взаимодействия тела с потоком при этом оказываются одинаковыми (силы взаимодействия, распределение давлений по поверхности тела и т. д.), но второй путь практически прош,е. Так, например, прежде чем послать летательный аппарат новой конструкции в полет, его модель (натуральных или уменьшенных размеров) продувают в аэродинамической трубе. [c.102]

СИЛА [Магнуса действует на тело, вращающееся в набегающем на него потоке жидкости или газа, направленная перпендикулярно к потоку и оси вращения нормального давления — часть силы взаимодействия тел, направленной по нормали к поверхности их соприкосновения оптическая линзы в воздухе — величина, обратная фокусному расстоянию линзы поверхностная приложена к поверхности тела подъемная — составляющая полной силы давления на движущееся в газе или жидкости тело, направленная перпендикулярно к скорости тела равнодействую1цая эквивалентна действию на тело системы сил света — отношение светового потока, распространяющегося от источника в рассматриваемом направлении внутри малого телесного угла, к этому углу термоэлект-родви ку цая возникает в электрической цени, составленной из разнородных проводников, контакты между которыми имеют различную температуру тока — отношение электрического заряда, переносимого через сечение проводника за малый интервал времени, к /гому интервалу трения (препятствует относительному перемещению соприкасающихся тел, слоев жидкости или газа качения действует на цилиндрическое или шарообразное тело, катящееся без скольжения цо плоской или изогнутой поверхности покоя имеет максимальное значение составляющей взаимодействующих тел и направлена по касательной к поверхности соприкосновения скольжения действует при движении соприкасающихся тел и направлена по касательной к поверхности их соприкосновения) тяжести — равнодействующая силы гравитационного взаимодействия тела с Землей и центробежной силы инерции, обусловленной вращением Земли фотоэлектродвижушая — ЭДС, возникающая в полупроводнике при поглощении в нем электромагнитного излучения электродвижущая (ЭДС) — характеристика источника тока, определяемая работой, затрачиваемой на перемещение единичного положительного заряда по замкнутому контуру] [c.275]

Как и для случая физической адсорбции, баланс массы можно записать с помощью уравнения (4-40), пренебрегая цродольной диффузией ионов, а уравнение скорости обмена имеет вид (4-41). Точно так же считается, что при взаимодействии медленно движущегося потока жидкости с пористым цеолитом определяющим при малой концентрации обмениваемого иона в массо-обмене является сам процесс ионного обмена, а доставка ионов к поверхности раздела и диффузия их внутрь твердого тела не ограничивают скорости реакции. [c.89]

В качестве введения в задачу о взаимодействии многофазной среды с телом oy и Тьен [742] расс.мотрели движение отдельной сферической твердой частицы вблизи стенки, обтекаемой турбулентным потоком жидкости. Теоретический анализ содержал основное уравнение движения, описывающее влияние стенки на двухфазный турбулентный поток, и решение уравнений, включающее лишь наиболее существенные процессы, которые протекают в стацпонарных условиях. Упрощенная физическая модель рассматрпвае.мых явлений представляла собой сферическую твердую частицу в полубесконечном турбулентном потоке жидкости, ограниченном бесконечно протяженной стенкой (фиг. 2.10). Размер частицы предполагался настолько малым в сравнении с раз-меро.м вихря пли микромасштабом турбулентности потока, что вклад различных пульсаций скорости был линеен. Описание характера движенп.ч потока строилось на основе данных по распределению интенсивностей и масштабов турбулентности [105, 418, 468]. Течение, особенно вблизи стенки, является анизотропным и неоднородным. Тем не менее в качестве основного ограничивающего допущения было принято представление о локальной изотропно- [c.58]

Скорость гетерогенных химических реакций существенно зависит от относительного перемещения реагента относительно поверх-ности твердого тела. Процессы диффузии, лимитирующие скорость гетерогенных химических реакций, развиваются в приповерхностном слое при взаимодействии с потоком газа или жидкости. Толщина этого слоя, в свою очередь, зависит от скорости и характера движения потока, содержащего реагент. Так, при движении потока с малыми скоростями (ламинарный режим, Reтвердого тела будет сохраняться неподвижный слой, толщина которого представляет собой функцию скорости потока, а влияние диффузионной передачи реагента из потока к реагирующей твердой поверхности сохраняется. [c.309]

Процессы, происходящие в потоке жидкости при ее взаимодействии с твердыми телами, сложны и математически точно не описываются. Поэтому в гидромеханике вводятся допущения о свойствах жидкости (рабочей среды), характере ее течения и взаимодействия с твердыми телами и т. д. Кроме того, такие факторы, как схема гидросистемы, рабочий дипазон изменения основных параметров (давления, расхода, скоростей подвижных элементов и т. д.), назначение, конструктивные и эксплуатационные особенности машины, для которой предназначена гидросистема, а также цель исследования, вносят свою специфику и позволяют внести дополнительные упрощающие допущения. [c.259]

Так как все универсальные характеристики сняты при установившихся режимах работы испытуемой модели турбины, то нужно обосновать возможности их использования при гидравлическом ударе, т. е. при неустановившихся режимах. При неустановившемся режиме происходит как изменение скорости воды в турбине, так и скорости враш ения турбины, при одновременном движении ее регулирующих органов. Гидродинамическое взаимодействие потока жидкости и покоющегося или движущегося тела зависит от абсолютной величины и направления относительной скорости набегающего потока.- При нарушении установившегося режима это взаимодействие изменяется, так как за то время, пока частица жидкости проходит мимо регулирующих и рабочих органов, они меняют свое положение по отношению к набегающему с различной скоростью потоку. Ясно, что чем меньше за данный промежуток времени эти изменения, тем меньше будет отличаться гидродинамическое взаимодействие от стационарного, установившегося, соответствующего какой-то средней величине. [c.156]

Кроме того, критерий Гухмана характеризует потенциальную возможность влажного воздуха при объемном испарении. Суть этой гипотезы состоит в том, что в пограничный слой попадают мельчайшие капельки жидкости. Основной причиной отрыва капель от поверхности тела является наличие процессов очаговой конденсации и испарения и взаимодействие потока таза с поверхностью жидкости [Л. 11]. Согласно динамической теория адсорбции процесс иопаре1НИ Я является динамическим процессом десорбции и сорбции. Молекулы жидкости не только покидают поверхность (испарение), но и непрерывно возвращаются (конденсация). Интенсивность испарения пропорциональна разности потоков молекул, покидающих и возвращающихся к поверхности жидкости. Исследования Н. Н. Федякина 1[Л. 5] показали, что конденсация происходит не равномерно вдоль поверхности, а на некоторых участках, при этом имеет место неполное смачивание поверхности жидкости адсорбированным слоем ожижепного пара. При этом на участках конденсации образуются капли, которые, будучи менее прочно связанными с жидкостью, выносятся потоком воздуха в пограничный слой. [c.28]

При прохождении лучевого потока в среде интенсивность его может ослабляться за счет возможного поглощения и рассеяния. Поглощение и рассеяние лучевого потока возникают при взаимодействии электромагнитных волн излучения с частицами вещества среды. Такое взаимоде1 1Ствие излучения осуществляется, например, с различными полярными молекулами в газах, с различными структурными ансамблями в жидкостях и твердых телах, с частицами пыли, дыма и капельками жидкости, взвешенными в газовой среде, например в атмосфере земли, в продуктах сгорания топок котлов и печей и т. п. [c.441]

Чечнев А. В. Лагранжево-эйлерова разностная схема расщепления для решения задач ударного взаимодействия твердых тел с жидкостью // Гидродипам. огранич. потоков. Чебоксары, 1988. С. 119-131. [c.407]

В своем трактате Общие принципы движения жидкостей (1755) Эйлер впервые вывел основную систему уравнений движения идеальной жидкости, положив этим начало аналитической механике сплошной среды. Гидродинамика обязана Эйлеру расширением понятия давления на случай движущейся жидкости. Стоит вспомнить слова Эйлера относительно того, что жидкость до достижения тела изменяет свое направление и скорость так, что, подходя к телу, протекает мимо него вдоль его поверхности и не прилагает к телу никакой другой силы, кроме давления, соответствующего отдельным точкам соприкосновения . В этих словах Эйлера, в противовес ньютонианским взглядам на ударную природу взаимодействия твердого тела с набегающей иа него жидкостью, выдвигается новое для того времени представление об обтекании тела жидкостью. Давление определяется не наклоном поверхности в данной точке к направлению набегающего потока, а движением жидкости вблизи этой точки поверхности. Эйлеру принадлежит первый вывод уравнения сплошности жидкости (в частном случае движения жидкости по трубе это уравнение в гидравлической трактовке было дано задолго до Эйлера в 1628 г. учеником Галилея Кастелли), своеобразная и ныне общепринятая формулировка теоремы об изменении количества движения применительно к жидким и газообразным средам, вывод турбинного уравнения, создание теории реактивного колеса Сег-нера и многое другое. [c.20]

Значения давлений и скоростей рабочего тела в различных элементах проточной части ТНА даже на установившемся, расчетном режиме работы распределяются неравномерно. На выходе из колеса насоса имеется высокая степень пульсации давления в потоке, вихревое взаимодействие с потоком в боковой пазухе насоса. В открытых и полуоткрытых центробежных колесах и импеллерах пульсации и неравномерность давления сушествуют в радиальном направлении. Пульсации давления, возбуждаемые в потоке любым элементом гидравлического тракта, передаются в соседние полости, усиливаясь или ослабевая, и оказьшают существенное влияние на работу узлов, устройств насосного агрегата и на их динамические характеристики. Например, пульсации давления, возникающие при вращении лопаток импеллера, вызывают колебания давления в полостях щелевого уплотнения с плавающим кольцом и нарушают его устойчивую работу, влияют на направление потока жидкости, охлаждающего подшипник, а также значение и характер осевой и радиальной сил, что изменяет нагрузку на ротор и его опоры. Это влияние приводит к нерасчетному режиму работы элементов ТНА, изменяет характеристики и работоспособность агрегата в целом. [c.266]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...