Cтраница 2
В спокойных условиях ( без качни) вблизи охлаждаемой вертикальной поверхности образуется свободно-конвективный пограничный слой. Течение жидкости в пограничном слое на большей части поверхности - ламинарное и лишь на нижней части поверхности наблюдается неустойчивость ламинарного течения и переход к развитому турбулентному пограничному слою. При колебаниях емкости в пограничном слое у вертикальной поверхности заметно колебательное движение, которое накладывается на свободное конвективное движение жидкости. Турбулизация пограничного сдоя на нижней половине вертикальной поверхности с началом колебаний емкости постепенно исчезает, и уже через несколько минут движение жидкости в пограничном слое на всей длине поверхности становится ламинарным. [16]
Оптимизация процесса в мембранной ступени по энергетическому критерию эффективности предполагает: выбор оптимгального отношения давления e Pf / Pp при заданном составе смеси на входе в модуль, варьирование состава газовой смеси Х [ подбором кратности рециркуляции проникшего или сбросного потоков при фиксированном значении отношения давления; повышение давления в напорном и дренажном каналах при сохранении оптимальных значений Xf и е; интенсификацию массообмена стимулированием смешанноконвективного движения газа в каналах за счет концентрационной неустойчивости ламинарного течения газа. [17]
Приведенное исследование было выполнено без учета вязкости жидкости. Силы вязкости, уменьшая кинетическую энергию жидкости, всегда препятствуют развитию неустойчивостей. Область неустойчивости ламинарного течения сужается. Ограничимся этим общим замечанием о роли сил вязкости, так как нашей целью было только показать на простейшем примере, что ламинарное течение жидкости не всегда устойчиво. [18]
Однако, как выяснилось, КА не является вполне определенным числом. Так, уменьшая влияние всякого рода механических и тепловых воздействий на поток, в трубах удавалось осуществить ламинарное течение при числах К, значительно превышающих критическое. Отсюда видно, что причиной возникновения турбулентности является неустойчивость ламинарных течений по отношению к возмущениям потока, производимым внешними воздействиями. Правильность такого вывода вполне подтверждается теоретическими и экспериментальными исследованиями устойчивости ламинарных течений. [19]
В технической литературе критические режимы рассмотрены только для ротационных вискозиметров типа цилиндр-цилиндр. Из многочисленных опытов известно, что ламинарный режим движения вязкой жидкости в зазоре между коаксиальными цилиндрами осуществим лишь до определенных чисел Рейнольдса. При Re Re режим течения будет чисто турбулентным, при Re Re режим течения ламинарный. Неравенство Re C Re Re определяет собой область неустойчивости ламинарных течений. Для выяснения вопроса об устойчивости jsi разработаны эффективные теоретические методы, из которых наиобщим является метод Ляпунова. [20]
При небольшой скорости потока в узкой трубке подкрашенная струйка движется ровно и параллельно оси трубки. При постепенном увеличении скорости потока внезапно начинается нерегулярное движение, которое постепенно захватывает всю трубку, - струйка, ровная у входа, разбивается на множество извилистых струек. Такие нерегулярные изменения движения происходят не из-за изменения внешних условий, а вследствие неустойчивости ламинарного течения при больших скоростях. [21]
Тогда верхний слой будет двигаться со скоростью 0 5 ( ых - и2) 0, а нижний - со скоростью 0 5 ( 2 - j) 0 ( рис. 191, б) в противоположную сторону. Тогда для каждого из слоев скорости на гребнях образовавшейся волны возрастут, а во впадинах уменьшатся. Поскольку случайные возмущения деформируют поверхность раздела совершенно беспорядочно, то в действительности образуется не правильный ряд, а беспорядочная совокупность больших и малых вихрей. КР ме того в реальной жидкости проявляется действие вязкости, которая усложняет картину и обусловливает диффузию вихрей. Разумеется, рассмотренная схема не объясняет возникновение турбулентности, а лишь иллюстрирует условия, при которых может наступить потеря устойчивости движения жидкости. Особый интерес представляет неустойчивость ламинарного течения в пограничном слое и возникновение в нем турбулентности. Значимость этого вопроса определяется тем, что во многих случаях встречаются смешанные пограничные слои с участками ламинарного и турбулентного режимов. Для расчета таких слоев необходимо располагать не только методами расчета каждого из них, но и способами определения размеров переходной зоны или, по крайней мере, положения точки перехода. Рассмотрим в общих чертах переходные явления в пограничном слое на плоской пластине. [22]
До сих пор при изучении движений жидкости мы имели в виду так называемые ламинарные ( слоистые) течения жидкостей и газов. Особенностью ламинарного течения является его регулярность. Течение при сохранении ламинарности может изменяться лишь вследствие изменения сил, действующих на жидкость, или внешних условий, в которых она находится. Так, при ламинарном течении в прямолинейной трубе постоянного поперечного сечения частицы жидкости движутся вдоль прямолинейных траекторий, параллельных оси трубы. Однако при достаточно больших скоростях ламинарное течение оказывается неустойчивым и переходит в так называемое турбулентное течение. Частицы жидкости совершают нерегулярные, неустановившиеся движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию между слоями движущейся жидкости. Примерами могут служить движение воды в бурном горном потоке, водопаде или за кормой быстроплы-вущего корабля, движение дыма, выходящего из фабричной трубы. Такие быстрые и нерегулярные изменения происходят не из-за изменений действующих сил или внешних условий, а вследствие неустойчивости ламинарных течений при определенных условиях. Неустойчивость ламинарных течений и возникновение турбулентности - очень сложные вопросы, еще далекие до окончательного решения. Рассмотрение их далеко выходит за рамки нашего курса. Тем не менее имеет смысл привести простейший пример, когда вопрос об устойчивости ламинарного течения решается элементарно. [23]
До сих пор при изучении движений жидкости мы имели в виду так называемые ламинарные ( слоистые) течения жидкостей и газов. Особенностью ламинарного течения является его регулярность. Течение при сохранении ламинарности может изменяться лишь вследствие изменения сил, действующих на жидкость, или внешних условий, в которых она находится. Так, при ламинарном течении в прямолинейной трубе постоянного поперечного сечения частицы жидкости движутся вдоль прямолинейных траекторий, параллельных оси трубы. Однако при достаточно больших скоростях ламинарное течение оказывается неустойчивым и переходит в так называемое турбулентное течение. Частицы жидкости совершают нерегулярные, неустановившиеся движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию между слоями движущейся жидкости. Примерами могут служить движение воды в бурном горном потоке, водопаде или за кормой быстроплы-вущего корабля, движение дыма, выходящего из фабричной трубы. Такие быстрые и нерегулярные изменения происходят не из-за изменений действующих сил или внешних условий, а вследствие неустойчивости ламинарных течений при определенных условиях. Неустойчивость ламинарных течений и возникновение турбулентности - очень сложные вопросы, еще далекие до окончательного решения. Рассмотрение их далеко выходит за рамки нашего курса. Тем не менее имеет смысл привести простейший пример, когда вопрос об устойчивости ламинарного течения решается элементарно. [24]