Cтраница 3
Как уже отмечалось, физическая причина, приводящая к переходу части механической энергии потока в теплоту, состоит в совершении потоком работы против сил вязкого трения. Для практических расчетов удобно рассматривать два разных вида потерь: потери на трение в длинных трубопроводах и потери при прохождении потоком таких участков, на которых происходит изменение вектора средней скорости потока - это потери на так называемых местных сопротивлениях. [31]
Миграция химических компонентов в водоносных горизонтах определяется процессами переноса и физико-химической трансформации мигрирующих веществ и их взаимодействия со скелетом породы. К процессам ( переноса) относятся: собственно конвективный ( фильтрационный) перенос под действием гидравлического градиента, а при наличии разноплотностных жидкостей - также под действием градиента плотности; процесс молекул яр ной диффузии, возникающий в связи с наличием градиента концентрации; процесс продольной гидродисперсии - рассеивание вещества в связи с различной скоростью движения отдельных струек жидкости при сохранении общего направления, что определяется неоднородностью размеров пустот перового или трещинного пространства горных пород; процесс поперечной дисперсии - рассеивание вещества в направлениях, несовпадающих с направлением вектора средней скорости фильтрации, что также определяется неоднородностью строения водовмещающей среды. Среди дисперсионных процессов различают микродисперсию, когда на переносе и рассеивании вещества гетерогенность фильтрующей среды практически не сказывается и ее можно рассматривать как гомогенную, и макродисперсию, когда на эти процессы оказывает влияние гетерогенность водоносного пласта. Макродисперсия проявляется, например, в слоистых пластах с упорядоченной неоднородностью, где массоперенос в хорошо проницаемых пластах идет конвективным путем, распространяясь в слабо проницаемые прослои путем поперечной дисперсии с преобладанием молекулярно-диффузионного режима, а также при гетерогенном строении фильтрующей среды, которую можно представить как систему с двойной емкостью, состоящую из слабопроницаемых блоков, разделенных проводящими каналами. [32]
Случайное поле локальных скоростей в нашем случае будет осесимметрично изотропно и будет обладать осью симметрии - направлением средней скорости, поскольку область течения - изотропная пористая среда - существенно неподвижна, а направление средней скорости является единственным характерным направлением, неравноправным с другими направлениями. Коэффициент диффузии, который является тензором второго ранга, должен поэтому удовлетворять условиям осесимметричной изотропии, а именно, он должен быть инвариантен относительно жестких вращений и зеркальных отражений относительно плоскостей, включающих в себя вектор средней скорости или перпендикулярных этому вектору. [33]
Математическое решение задачи расчета турбулентных отрывных течений около плохообтекаемых тел сопряжено с большими трудностями. В последних работах для описания турбулентного течения вокруг двумерного препятствия использованы осредненные по ансамблю реализаций уравнения неразрывности и Навье-Стокса, позволяющие вычислить среднее давление и компоненты вектора средней скорости. [34]
На рис. 6.18 приведена фотография двух шариков, полученная методом многократных вспышек. Левый шарик падает прямо вниз; правый шарик был брошен в горизонтальном направлении с начальной скоростью 2 м / с. Давайте проанализируем движения обоих шариков и найдем векторы скоростей в последовательные промежутки времени по мере падения шариков. Мы можем получить среднее значение вектора скорости за данный промежуток времени, измеряя расстояние между двумя изображениями шарика и деля его на промежуток времени между вспышками, при которых получены эти изображения. Это дает нам длину вектора средней скорости; его направление совпадает с направлением перемещения шарика от одного изображения к другому. На рис. 6.19 изображены последовательные значения векторов скорости, вычисленные по соответствующим смещениям шарика. Расстояние между белыми полосками на рис. 6.18 равно 15 см, а промежутки времени между вспышками составляют 1 / 30 с. Используя эти данные, мы рассчитали масштаб таким образом, что величина векторов соответствует значениям средней скорости. [35]