Поверхность раздела жидкости и газа

Когда вся масса жидкости нагрета до температуры насыщения, пузыри пара, образовавшиеся на поверхности нагрева, будут всплывать и достигать поверхности раздела жидкости и газа или пара. [c.258]

В новых переменных граничные условия на поверхности раздела жидкости и газа можно переписать в следующем виде [c.192]

Одной из инженерных задач является расчет скоростей переноса энергии и вещества на поверхности раздела фаз в системах с движущимися средами (жидкими или газообразными). Чаще всего рассматривается перенос на поверхности твердого тела, омываемого потоком жидкости, но в некоторых технически важных системах перенос происходит на поверхности раздела жидкости и газа. [c.17]

Явления поверхностного натяжения возникают не только у свободных поверхностей, но и у поверхностей раздела различных жидкостей, например воды и масла. Здесь напряжения, возникающие в поверхности соприкосновения обеих средин, приводят к таким же явлениям, как поверхностное натяжение у поверхности раздела жидкости и газа. [c.61]

Было замечено, что впадины с большим отношением глубины к диаметру могут иметь скругленное дно. В связи с этим Эллис [2] предположил, что эффект фокусировки волн, по-види-мому, действует на ранних стадиях разрушения, а на более поздних стадиях разрушение ускоряется под действием струек, образующихся при схлопывании пузырьков. Предположим, что на дне впадины образовалось газовое ядро, причем поверхность раздела направлена выпуклостью в сторону жидкости. Такие условия будут способствовать образованию высокоскоростных струек на поверхности раздела под действием колебаний давления, создаваемых течением в верхней части впадины. Образующиеся струйки будут направлены ко дну впадины. Механизм образования струек под действием ударных волн, распространяющихся в жидкости в направлении поверхности раздела жидкости и газа, был описан в работе [4]. [c.416]

Учитывая вышесказанное, мы рассмотрим сначала (гл. И—XI) применение дифференциальных уравнений Эйлера к струйным течениям и к течениям жидкости, ограниченным поверхностью раздела жидкости и газа. Основная часть книги посвящена этим вопросам не потому, что они имеют наибольшее практическое значение, а только потому, что они лучше всего поддаются теоретическому анализу. [c.14]

Машиностроение движение газа и пара в каналах турбин и вентиляторов, охлаждение двигателей, теория горения в камерах, гидродинамическая и газодинамическая теории смазки, гидравлические насосы, демпферы, умножители давления, гидравлические прессы, пневматика в приборостроении, транспортировка жидкости и газов по трубопроводам и каналам, движение жидкостей и газов с учетом химических реакций, флотации и барботажа в устройствах химического машиностроения (химические колонны и т.п.), задачи фильтрации газа и нефти через пористые среды, задачи литья, сварка взрывом, устойчивость поверхности раздела жидкостей и газов, ветряные двигатели, борьба с шумом, струйная печать, струйные резаки горных пород. [c.28]

Поверхность раздела жидкости и газа образует с поверхностью твердого тела определенный краевой угол , зависящий при равновесном значении только от молекулярных свойств фаз. Равновесное значение краевого угла определяется из выражения [c.8]

Существование сплошной среды в жидкой и газообразных фазах допускает также и совершенно другой тип устойчивого равновесия, когда более тяжелая среда находится ниже более легкой например, однородная жидкость (скажем, вода) отделена горизонтальной поверхностью от находящегося сверху однородного газа (скажем, воздуха). Тогда плотность меняется разрывным образом при переходе через некоторую поверхность — поверхность воды (или в общем случае, поверхность раздела жидкости и газа). Возмущения этого равновесного состояния проявляются в виде поверхностных гравитационных волн, которые не могут распространяться вдаль от поверхности как мы увидим, они удаляются от поверхности не дальше, чем на расстояние одной длины волны. Лишь в горизонтальных направлениях они распространяются на расстояния, во много раз большие длины волны. Так как в поле вертикальной возвращающей силы различные горизонтальные направления ничем не отличаются, эти волны изотропны в горизонтальном направлении (все горизонтальные направления их распространения равноправны). Тем не менее эффективная инерция жидкости, связанная с зависящей от длины волны глубиной проникновения возмущения, вызывает дисперсию — зависимость скорости волны от ее длины. [c.256]

Поверхность раздела жидкости и газа [c.108]

Для труб с техническими шероховатостями отмечены такие же режимы Ки / однако функциональная зависимость между напряжениями на поверхности и шероховатостью Я, как и пределы существования указанных режимов, могут существенно отличаться от результатов, полученных Никурадзе в экспериментах с песочной шероховатостью. Тем не менее, шероховатость других типов поверхности характеризуют, сравнивая измеренные значения касательных напряжений на поверхности в режиме полной шероховатости с результатами Никурадзе. Эквивалентная шероховатость может не быть равной действительным размерам элементов шероховатости. Следовательно, определение эквивалентной песочной шероховатости на поверхности раздела жидкости и газа носит также произвольный характер. Это особенно справедливо для переходного режима. Для двухфазного потока проблема еще более усложняется, так как в отличие от твердых поверхностей структура волн на поверхности раздела существенно меняется в зависимости от скорости газовой фазы и значения ф. Не ясен вопрос определения динамической скорости в расслоенном двухфазном потоке. Поэтому в общем случае можно говорить только о возможной аналогии в связи между эквивалентной песочной шероховатостью и действительной структурой поверхности раздела фаз. [c.120]

На поверхности раздела жидкости и газа граничные условия определяются условием [30]. Для настоящей задачи это условие раскрывается в виде следующих уравнений [c.177]

Поскольку многие жидкости и в первую очередь наиболее распространенные — вода и воздух — характеризуются весьма малой вязкостью, то в практически важных задачах силы вязкости достаточно часто играют ничтожную роль почти во всем поле течения. Мерой отношения инерционных и вязкостных сил является число (критерий) Рейнольдса Re = рн // 1, где w и / — характерные для рассматриваемой задачи масштабы скорости и длины. При Re 1 силы вязкости несущественны во всей области течения, кроме тонкого пограничного слоя (хотя влияние этого слоя на характеристики течения и, в частности, на сопротивление, испытываемое движущимся в жидкости телом, в общем случае весьма существенно). Если пограничный слой не отрывается от обтекаемой поверхности, то поле скоростей и давлений за пределами погранслоя может быть найдено методами классической механики идеальной жидкости. Важную область применения теории невязкой жидкости представляют собой течения со свободной поверхностью. Такой тип течений был рассмотрен в гл. 3 применительно к анализу устойчивости границы раздела жидкости и газа. В настоящей главе методы теории течений со свободной поверхностью будут использованы при рассмотрении движения паровых (газовых) пузырьков в жидкости. [c.183]

Характерной особенностью жидкостей следует считать также их капиллярные свойства. В результате проявления этих свойств на границах раздела жидкостей и газов образуются поверхности свободного уровня, мениски, капли. [c.7]

Волны на поверхности воды (и вообще на границе раздела жидкостей и газов) составляют особый вид волн частицы среды совершают движение по кривым, близким к окружности, лежа- [c.358]

Исключение представляет случай, когда волны распространяются на поверхности жидкости (на границе раздела жидкости и газа). Скорость поверхностных волн в общем случае определяется следующим соотношением [c.360]

Обычно стационарные гидродинамические характеристики тел, свободно движущихся в жидкости, можно удовлетворительно исследовать в универсальных гидродинамических трубах или в трубах со свободной поверхностью. Напротив, нестационарные присоединенные каверны, образующиеся за телами, пересекающими поверхность раздела жидкости и газообразной атмосферы, имеют особые нестационарные характеристики, рассматриваемые в гл. 12. В процессе образования такие каверны заполнены газом. Они могут оставаться заполненными газом в течение всего времени существования или превращаются в паровые каверны перед тем, как исчезнуть, в зависимости от изменения скорости с глубиной на последних стадиях подводного движения. Более того, траектория тела зависит от соотношения гидродинамических сил и ориентации тела в различные моменты времени. При самом прямом методе исследования этой задачи тело выстреливают в газообразной атмосфере над поверхностью раздела с соответствующей скоростью, углом наклона траектории и ориентацией и наблюдают за его движением и поведением каверны. Для исследования на уменьшенных моделях может потребоваться также моделирование атмосферного давления с помощью газов, отличающихся от воздуха (разд. 12.4). Такие эксперименты проводятся в баллистической камере с регулируемой атмосферой. [c.587]

Ориентированная адсорбция незаряженных полярных или поляризуемых частиц на границе раздела фаз с образованием двойного электрического слоя в пределах одной фазы адсорбция молекул воды (рис. 106, э) на металле ориентация дипольных молекул у поверхности раздела жидкость —газ (рис. 106, и) — адсорбционный потенциал. [c.150]

Выберем систему координат так, как это показано на рис. 89 Очевидно, что изменение средней по сечению пленки температуры в рассматриваемом случае будет обусловлено, во-первых, наличием химической реакции на поверхности пленки жидкости и, во-вторых, процессом поглощения газа жидкостью. Определим сначала величину изменения Ts—Т Т — средняя по сечению жидкой пленки температура, Ts — значение температуры на границе раздела жидкость—газ), обусловленного наличием химической реакции первого порядка. Уравнение, описывающее распределение температуры в пленке жидкости, имеет вид [117] [c.329]

Вильгельм и Райс [878] применили теорию устойчивости Тейлора для поверхности раздела [785] и предложили две модели, исходя из понятия устойчивости 1) псевдоожижение системы жидкость — твердое те.ло в гомогенном слое, причем и плотность и вязкость плотного слоя почти те же, что и у жидкости 2) псевдоожижение системы газ — твердые частицы, когда плотный слой ведет себя как суспензия, причем плотность слоя определяется как средневзвешенное значение плотностей твердых частиц и газа. [c.410]

Во многих случаях движения жидкости и газа в потоке возникают так называемые поверхности, тангенциального разрыва-, течения жидкости по обе стороны такой поверхности называются струйными. В зависимости от относительного направления движения струй они могут быть спутными или встречными. Характерной особенностью струйных течений является то, что тангенциальный разрыв на поверхности раздела терпят такие, например, величины, как скорость течения, температура, концентрация примеси, тогда как распределение статического давления оказывается непрерывным. [c.361]

Большое практическое значение имеет конвективный теплообмен между движущейся жидкостью и поверхностью се раздела с другой средой, например, конвективный теплообмен между жидкостью и поверхностью твердого тела, между газом и поверхностью капельной жидкости и т. п. Такой конвективный теплообмен на-зь вают теплоотдачей. [c.259]

При развитом кавитационном обтекании тела образуются резко выраженные границы между жидкостью и парами газа, заполняющими большую полость вблизи тела — каверну. Вдоль поверхности раздела каверны и жидкости давление с большой степенью точности можно считать постоянным и равным р . Поэтому такие поверхности можно рассматривать как поверхности струй, образованные частицами жидкости, сошедшими с обтекаемого тела (см. 8). [c.36]

Гидравлика газожидкостных систем является разделом механики жидкости и газа, в котором рассматривается совместное течение этих сред. Такие потоки всегда имеют не только фиксированные внешние границы (стенки каналов, поверхности обтекаемых тел), но и внутренние поверхности раздела. Поверхности раздела двух сред (фаз) в общем случае изменяются в пространстве и времени. [c.9]

При этом происходит уменьшение поверхности раздела твердое тело—газ и прирост поверхности жидкость—газ . [c.11]

Наличие сил поверхностного натяжения приводит в случае криволинейной поверхности раздела к тому, что давления в жидкости и газе не равны. Эта разность давлений определяется формулой Лапласа [c.19]

Работа образования паровой фазы, связанная с возникновением и развитием поверхности раздела жидкость — пар, оказывается, как правило, меньшей, если паровая полость только частично граничит с жидкостью, а в остальном соприкасается с твердой фазой. В этом отношении наиболее благоприятные условия для возникновения пузырьков создаются в углублениях, впадинах, трещинах, присущих в той или иной мере шероховатой поверхности твердого тела. Факторами, дополнительно облегчающими испарение в месте первоначального контакта элемента жидкости с поверхностью нагрева, служат местная пониженная смачиваемость могущая произойти из-за мелкоструктурной неоднородности материала или абсорбирования им стойких жирных пленок, а также удержание в углублении газа или остаточной части пузыря после отрыва последнего от поверхности. [c.164]

Продолжать измерения дальше не следует, так как при дальнейшем понижении уровня ртути поверхность раздела между исследуемой жидкостью и газом выйдет из пределов термостата и ее температура будет значительно отличаться от температуры, измеренной термометром. [c.138]

В области поверхности раздела жидкости с инертным газом на трубке имеет место скачок потенциала. Аналогичный скачок наблюдается и на соответствующем участке реохорда. Электронная схема перемещает ползунок реохорда и вместе с ним стрелку прибора до положения равновесия. Погрешность измерения уровня составляет 2,0—3,0 мм. Недостатком потенциометрического уровнемера, так же как и штырькового, является замыкание верхнего плеча электрической цепи из-за образования пленки конденсата. Ресурс непрерывной работы составляет 800—1000 ч, после чего датчик нужно очищать от слоя металла. Этот прибор первоначально имел U-образную форму и был лишен указанного недостатка, однако такой датчик сложен в изготовлении, требует больших размеров отверстия в баке. [c.178]

ЛАПЛАСА ЗАКОН — прямо пропорциональная зависимость капиллярного давления Ар от поверхностного натяжения о на поверхности раздела двух жидкостей или жидкости и газа и от ср. кривизны поверхности (т. е. 1/ 1+1/Л2 здесь Ri и — гл. радиусы кривизны двух взаимно перпендикулярных нормальных сечений поверхности) [c.576]

J[a поверхности раздела жидкости и газа действуют силы поверхностного натяжения, стрелгящиеся придать объему жидкости сферическую форму и вызывающие некоторое дополнительное давление. Одпако это давление заметно сказывается лишь при малых объемах жидкости и для сферических объемов (капель) определяется [c.10]

Поскольку поверхности раздела фаз являются сферическими, течение жидкости и газа можно считать осесимметричным. Уравнение (3. 3. 5) можно заиисать в сферических координатах [c.105]

Если мы имеем границу раздела двух иесмешивающихся жидкостей (или жидкости и газа), то условия на этой поверхности гласят, что скорости обеих жидкостей должны быть равны и силы, с которыми они действуют друг на друга, должны быть [c.75]

Над поверхностью испарения воды всегда образуется диффузионный пограничный слой, состоящий из газа и водяных паров. Парциальное давление водяных паров у поверхности раздела максимально и соответствует насыщенному состоянию при пов (рис. 19.2). По толщине пограничного слоя оно уменьшается до значения рпа — парциального давления вдали от поверхности испарения. Парциальное давление газа, согласно закону Дальтона, можно определить как Рг—р—Рп-Если полное давление по всему объему парогазовой смеси одинаково (р = сопз1), то градиенты парциального давления пара и газа равны по абсолютной величине и обратны по направлению дрп/ду = —дрг/ду. Следовательно, в направлении, обратном направлению диффузии пара, т. е. от парогазовой среды к поверхности жидкости, будет диффундировать газ. [c.455]

Совместное движение жидкости и газа называется двухфазным потоком. Газовый поток, несущий распыленные в нем твердые частицы, также является двухфазным. Однако в силу различия механизмов движения, обусловленных в первую очередь постоянет-водм формы твердых частиц и переменностью формы газовых пузырей, такой поток обычно называют запыленным. На поверхностях раздела фаз возникают специфические силовые и тепловые взаимодействия. Эти взаимодействия определяют изменения полей скоростей, давлений, температур и тепловых потоков при переходе от одной точки пространства к другой точке, отделенной от первой поверхностью раздела фаз. [c.87]

Кроме того, 3. . должно удовлетворять граничным условиям, т. е. требованиям, к-рые налагают па величины, характеризующие 3. п., физ. Boii TBa границ — поверхностей, ограничивающих среду, новерх-иостей, ограничивающих помещённые в среду препятствия, и поверхностен раздела разл. сред. Напр., па абсолютно жёсткой границе нормальная компонеита колебат. скорости должна обращаться в нуль на свободной поверхности должно обращаться в нуль звуковое давление на границе, характеризующейся импедансом акустическим, p/vn Должио равняться удельному акустич. импедансу границы на поверхности раздела двух сред величины р и v ut> обе стороны от поверхности должны быть попарно равны. В реальных жидкостях и газах имеется дополнит, граничное условие обращение в нуль касательной компоненты колебат, скорости на жёсткой границе или равенство касательных компонент на новерхности раздела двух сред. [c.74]

КАПИЛЛЯРНАЯ КОНДЕНСАЦИЯ — конденсация пара в капиллярах и микротрещинах пористых тел, а также в промежутках между тесио сближенными твердыми частицами или телами. Необходимое условие К. к.— смачивание жидкостью поверхности тела (частиц). К. к. иачинается с адсорбции молекул нара поверхностью конденсации и образования менисков жидкости. Т. к. имеет место смачивание, форма менисков в капиллярах вогнутая и давление насыщенного пара над ними р, согласно Кельвина уравнению, ниже, чем давление насьпц. пара ро над плоской поверхностью. Т. о., К. к. происходит при более низких, чем Р(,, давлениях. Объём жидкости, скопденсировавптейся в порах, достигает продельной величины при р—Ро- этом случае поверхность раздела жидкость — газ имеет нулевую кривизну (плоскость, катеноид). [c.239]

КАПИЛЛЯРНОЕ ДАВЛЕНИЕ — разность давлений по обе стороны искривлённой поверхности раздела двух жидкостей или жидкости и газа. Величина К. д. связана с поверхностным натяжением и радиусом ср. кривизны поверхности жидкости Лапласа уравнение. . В случае вогнутой поверхности жидкости давление в iieii понижено по сравнению с давлением в соседней фазе и К. д. Др<0, для выпуклой поверхности Др>0, для плоской поверхности 4р=0. К. д.— следствие действия сил поверхностного натяжения, к-рыс направлены по касательной к поверхности, что приводит к появлению составляющей, направленной внутрь объёма контактирующих фаз. См. также Капиллярные явления. [c.239]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...