Cтраница 3
Уравнение ( 12 - 28) охватывает всю область течения в термическом начальном участке, включая ту его часть, на протяжении которой происходит формирование профиля скорости. [31]
![]() |
Значения коэффициента р. [32] |
При ламинарном изотермическом движении жидкости в начальном участке прямой трубы, помимо потери давления на преодоление сил трения, необходимо учитывать потери напора на формирование профиля скоростей. [33]
При истечении жидкости из резервуара 1 через трубу ( капилляр) 2 ( см. рис. 4.5 и 4.8) происходит существенная перестройка структуры потока, связанная с формированием профиля скоростей. Лишь у самой стенки трубы ( капилляра) скорость пристенного слоя полимерной жидкости приближается к нулю. Постепенно скорость слоев жидкости, близких к оси трубы ( капилляра), возрастает. Такое изменение распределения скоростей по сечению потока продолжается до тех пор, пока профиль скоростей не приобретет формы, соответствующей режиму течения. Для ньютоновских жидкостей эпюра скоростей описывается квадратичной параболой. [34]
На участке гидродинамической стабилизации пленку, имеющую на входе толщину б0 и одинаковую по сечению скорость w0, можно считать состоящей из пограничного слоя, в котором за счет сил вязкого трения происходит формирование профиля скоростей, и лежащего за пределами пограничного слоя ядра потока, скорость которого дая возрастает по мере удаления от входа за счет ускорения силы тяжести. [35]
По длине капилляра в процессе течения газа формируется параболический профиль скоростей. Участок, на котором происходит формирование профиля скоростей, называется начальным. [36]
При ламинарном движении во внутренней задаче закон передачи тепла или вещества оказывается сильно зависящим от длины трубы. В начальном участке трубы происходит процесс формирования профиля скоростей, а затем профиля температур или концентраций. Лишь на достаточно большом расстоянии от начала трубы мы имеем дело с полностью установившимся потоком, котором распределение скоростей, температур и концентраций по сечению трубы не меняется уже более с ее длиной. Профиль скоростей при этом удовлетворяет хорошо известному из гидродинамики параболическому закону Пуазейля. [37]
При ламинарном движении во внутренней задаче закон передачи тепла или вещества оказывается сильно зависящим от длины трубы. В начальном участке трубы происходит процесс формирования профиля скоростей, а затем профиля температур или концентраций. Лишь на достаточно большом расстоянии от начала трубы мы имеем дело с полностью стабилизированным потоком, в котором распределение скоростей, температур и концентраций по сечению трубы не меняется уже более с ее длиной. Профиль скоростей при этом удовлетворяет хорошо известному из гидродинамики параболическому закону Пуазейля. [38]
Наряду с турбулизацией, он вводит в рассмотрение формирование профиля скоростей. Основной причиной самоускорения пламени Зельдович считает неодинаковость скорости газового потока в разных точках сечения трубы, приводящую к растяжению фронта пламени и, как результат, к увеличению скорости горения. Непосредственное влияние турбулентности на скорость пламени имеет, с этой точки зрения, подчиненное значение. Роль турбулентности сводится, в основном, к ускорению формирования профиля скоростей. [39]
Наряду с турбулизацией, он вводит в рассмотрение формирование профиля скоростей. Основной причиной самоускорения пламени Зельдович считает неодинаковость скорости газового потока в разных точках сечения трубы, приводящую к растяжению фронта пламени и, как результат, к увеличению скорости горения. Непосредственное влияние турбулентности на скорость пламени имеет, с этой точки зрения, подчиненное значение. Роль, турбулентности сводится, в основном, к ускорению формирования профиля скоростей. [40]
Рассмотрим далее, как влияют на форму расходной характеристики дросселя условия формирования потока на начальном участке ламинарного течения. При поступлении воздуха в канал в начальной части его происходит формирование профиля скоростей и при этом потери механической энергии отличаются от потерь, наблюдающихся при сформировавшемся течении. [41]
При этом, однако, нужно учесть, что длина модельных труб должна быть больше длины начального участка, т.е. участка формирования пуазейлевского профиля скорости. Длина начального участка может достигать нескольких десятков диаметров трубы. Поскольку желательно исследовать отмыв достаточно мощных отложений, толщина которых в лабораторных условиях может достигать 1 см, диаметр модельных труб должен быть также значительным 3 - 5 см. Отсюда следует, что длина труб должна быть не менее 2 м, а длина начального участка при этом достигает 1 - 1 5 м, т.е. на трубу длиной в несколько десятков сантиметров нужно нанести равномерно по всей внутренней поверхности слой осадка постоянной толщины, что технически трудно сделать. Кроме того, замер гидродинамических характеристик потока и определение толщины осадка в процессе эксперимента достаточно затруднительны. Поэтому, хотя описанная методика принципиально приемлема, указанные технические трудности заставляют искать более простой вариант моделирования. [42]
При ламинарном течении в каналах круглого сечения принимаем, как и ранее Tp 64 / Re. Опыты, проведенные с такими каналами прямоугольного сечения показали вместе с тем, что несколько большими, чем для каналов круглого сечения, являются потери механической энергии потока, определяемые условиями формирования профиля скоростей на начальном участке канала. Обработка опытных данных показала, что при отношениях длины канала к гидравлическому диаметру в пределах 2 5 - 60 эти потери могут быть грубо учтены, если, осредняя данные, относящиеся к различным каналам, принять Tp 80 / Re. Для каналов прямоугольного сечения в дальнейшем при ламинарном течении принимается эта зависимость. [43]
Уравнение ( 98) применимо при значениях lL / ( Ped) s O05. Оно описывает результаты опытов на стабилизированном участке трубы. На гидродинамическом начальном участке происходит формирование профиля скоростей, а на термическом - профиля температур. Поэтому фактические значения числа Нуссельта в гидравлически и термически коротких трубах - будет выше, чем вычисленные по этому уравнению, следовательно, в него необходимо ввести поправку, учитывающую отмеченные обстоятельства. [44]
Формирование профиля скоростей происходит только на некотором расстоянии от места входа жидкости в трубу. При плавном ( стабилизированном) входе в трубу скорости всех концентрических слоев жидкости в начале участка будут одинаковы. Вследствие влияния стенок канала и вязкостных свойств слои жидкости начнут затормаживаться, и на некотором расстоянии от входа в трубу формирование профиля скоростей закончится; поток считается установившимся. Изменение распределения скоростей слоев потока в поперечном сечении - источник гидравлических потерь. Длина канала, на которой поток не может считаться установившимся, зависит от свойств и режима течения жидкости, геометрии канала и называется начальным участком. [45]