Cтраница 4
В обоих случаях при большом числе Re справедливы общие положения теории: 1) пограничный слой тонок по сравнению с продольным размером обтекаемого тела; 2) поперечный градиент скорости в пограничном слое много больше продольного градиента скорости; 3) давление поперек слоя практически не меняется. [46]
С другой стороны, движение жидкости, вызываемое действием касательных напряжений трения, должно быть вихревым, так как эти напряжения возникают в вязкой жидкости лишь при наличии поперечных градиентов скорости. В качестве примера рассмотрим открытый цилиндрический сосуд, частично наполненный жидкостью. [47]
Это объясняется тем, что при турбулентном движении резко возрастают силы внутреннего трения, так как между стенкой и турбулентным потоком вследствие явления прилипания возникает очень тонкий слой с большим поперечным градиентом скорости. Увеличение внутреннего трения обусловлено еще и тем, что коэффициент вязкости г возрастает при переходе к турбулентному движению. [48]
В § 2.3 отмечалось, что отклонение от модели идеального вытеснения происходит по трем различным причинам: при возникновении поперечных градиентов температуры, при наличии продольной и поперечной диффузии и поперечных градиентов скорости. В § 2.4 и 2.5 рассматривался первый и, несомненно, самый важный из этих факторов; особенно это относится к реакторам с неподвижным слоем катализатора. При этом указывалось, что в таких реакторах необходимо также учитывать поперечную диффузию. [49]
При последовательной перекачке нефтепродуктов смесеобразование происходит за счет так называемой конвективной диффузии, которая, в свою очередь, представляет совокупность двух совершенно различных процессов: конвективного перемешивания, вызываемого наличием поперечного градиента скорости в потоке, и диффузии, обусловливаемой имеющейся в потоке разностью концентраций смеси. [50]
Наличие такого относительно тонкого пристенного слоя определяет, однако, многие свойства турбулентных потоков, в частности - величину касательного напряжения трения между потоком и стенкой, поскольку в таком тонком слое сосредоточивается практически весь поперечный градиент скорости потока, изменяющейся от ее почти постоянного значения в ядре потока и до нулевого значения на самой твердой поверхности. [51]
При этом следствием появления Фтж является, как отмечалось выше, увеличение общих сил трения на границах потока, что в продуваемых системах ( например, газовзвеси) проявляется в дополнительной потере давления ( Арт), а в гравитационных ( непродуваемых) системах - в возникновении поперечного градиента скорости слоя. [52]