Длина - входной участок
Cтраница 4
Эпюры скоростей для разных сечений по длине трубопровода оказываются неодинаковыми ( рис. IV. Следовательно, формирование потока по длине трубопровода происходит постепенно. Длина входного участка, на котором заканчивается формирование потока, называется длиной начального участка. За начальным участком движение должно быть равномерным с параболическим распределением скоростей по живому сечению. [46]
Поэтому в пограничном слое получается криволинейный профиль скоростей ( участок 1 - 2), в ядре же потока ( участок 2 - 2) профиль скоростей остается прямолинейным. Здесь оканчивается та часть длины входного участка А, который будет областью нестабилизованного движения. Учитывая изложенное выше, примем граничное значение средней скорости на входе wo м / сек. [47]
Так, при распределении воды путем перелива при Иепл 16 высота входного участка равна примерно 250 средним толщинам пленки. Для вкладьннных распределительных устройств, которые подают жидкость на орошаемую поверхность через отверстия, направленные под углом к этой поверхности, при орошении водой в области чисел Рейнольдса Renjl 82 - 7 - 2780 длина входного участка изменяется в пределах 32 - 296 мм. При обеспечении специальных мер по стабилизации жидкости на входе длина входного участка мала. [48]
 |
Конвективная диффузия в канале, стенки которого - полупроницаемые мембраны. [49] |
Разность концентраций Сю - С0 является движущей силой диффузионного потока растворенного вещества от стенки к оси канала. В итоге профиль концентрации деформируется по длине канала, возле стенки образуется концентрационный пограничный слой, толщина которого растет. Длина, на которой он достигает оси канала, называется длиной входного участка. Качественно картина выглядит так же, как в диффузионной задаче, рассмотренной в разделе 5.3. Поскольку Sc 1, то толщина диффузионного слоя много меньше толщины вязкого пограничного слоя и при рассмотрении конвективной диффузии в качестве скорости потока можно взять распределение скоростей в развитом течении в канале. Однако в отличие от рассмотренной в разделе 5.3 задачи о диффузии в канале с растворимой или быстро реагирующей стенкой в задаче с полупроницаемой стенкой необходимо учитывать поперечную составляющую скорости v, которая на стенке равна vw - скорости растворителя на стенке. [50]
 |
Зависимость длины гладкого входного участка хг от ширины щели ах при плотностях орошения Г, кг / м ч. [51] |
Оказалось, что существует оптимальная ширина щели, зависящая также от длины трубы. С ростом ширины щели от 0 13 до 0 53 мм увеличивается длина гладкого входного участка с пониженным значением локальных а, что сказывается на среднем значении а для всей трубы. Увеличение щели до аг 1 06 мм уже не оказывает влияния на коэффициент теплоотдачи. Одновременное увеличение плотности орошения приводит снова к росту а вслед - - ствие усиления ту рбулизации плен - xri им ки. Из распределительного устройства пленка вытекает волнистой, что снижает длину входного участка хг. При увеличении длины трубы ламинарный входной участок в процентном отношении ко всей трубе оказывает меньшее влияние и а растет. На рис. 33 представлена зависимость длины входного участка хт от ширины щели. [52]
 |
Распределение скоростей у входа в трубу при ламинарном течении. [53] |
Турбулентное течение - течение жидкости ( газа), при котором частицы жидкости совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям, что вызывает, но сравнению с ламинарным течением, большую диссипацию энергии и, как следствие, большие потери давления при прочих равных условиях. Скорость движения элементарных объемов в большей части поперечного сечения потока примерно одинакова и близка к средней. У стенки трубы образуется тонкий пограничный слой, толщина которого уменьшается с увеличением средней скорости потока вдоль оси трубы. Обычно считается, что длина входного участка Lr, на котором формируется пограничный слой, составляет десять диаметров трубы, а при отношении длины трубы к ее диаметру более 60 входные эффекты можно не учитывать. [54]
 |
Формирование профиля скоростей при движении жидкости в трубе. [55] |
При движении жидкости в каналах и трубах следует различать участок гидродинамически стабилизированного режима движения и входной участок, называемый также участком гидродинамической стабилизации. В пределах этого участка происходит формирование поля скоростей. Если жидкость поступает в канал с постоянной по сечению скоростью, то в пристенных слоях в пределах постепенно утолщающегося пограничного слоя движение жидкости замедляется. Поскольку расход жидкости остается неизменным, это вызывает увеличение скорости движения жидкости в центральной части. В результате профиль скоростей меняется по длине входного участка ( рис. III. Границей участка гидродинамической стабилизации является сечение, в котором формируется профиль скоростей, не изменяющийся затем по длине. Длину этого участка Lr находят, исходя из того, что в конце его толщина пограничного слоя б равна половине диаметра трубы D. Зависимость толщины пограничного слоя от расстояния от входа была рассмотрена в гл. Из этих уравнений следует, что отношение Lr / D является функцией Re. [56]
Оказалось, что существует оптимальная ширина щели, зависящая также от длины трубы. С ростом ширины щели от 0 13 до 0 53 мм увеличивается длина гладкого входного участка с пониженным значением локальных а, что сказывается на среднем значении а для всей трубы. Увеличение щели до аг 1 06 мм уже не оказывает влияния на коэффициент теплоотдачи. Одновременное увеличение плотности орошения приводит снова к росту а вслед - - ствие усиления ту рбулизации плен - xri им ки. Из распределительного устройства пленка вытекает волнистой, что снижает длину входного участка хг. При увеличении длины трубы ламинарный входной участок в процентном отношении ко всей трубе оказывает меньшее влияние и а растет. На рис. 33 представлена зависимость длины входного участка хт от ширины щели. [57]
Из изложенного следует, что длина входного участка зависит от условий распределения жидкости по обтекаемой ею поверхности, поскольку они определяют значения скорости ( w0) и толщину пленки ( б о) на входе. Предложено и применяется на практике большое число различных конструкций распределительных устройств для аппаратов со стекающей пленкой жидкости. При этом условия на входе отличаются от рассмотренной выше модели пленочного течения, основанной на условии постоянства скорости по сечению пленки. Поэтому расчеты по приведенным выше уравнениям нуждаются в корректировке с учетом специфических особенностей рассматриваемого распределительного устройства. Определение длины входного участка представляет интерес для процессов тепло - или массообмена, проводимых в пленочных аппаратах, поскольку в связи с разной гидродинамической обстановкой на входном участке и на участке установившегося режима движения условия протекания этих процессов различны. Поскольку для обычных жидкостей критерии Прандтля Pr via а - коэффициент температуропроводности) и Шмидта Sc v / D ( D - коэффициент диффузии) значительно больше единицы, то длина участка гидродинамической стабилизации меньше длины участков формирования профилей температур и концентраций. [58]
Оказалось, что существует оптимальная ширина щели, зависящая также от длины трубы. С ростом ширины щели от 0 13 до 0 53 мм увеличивается длина гладкого входного участка с пониженным значением локальных а, что сказывается на среднем значении а для всей трубы. Увеличение щели до аг 1 06 мм уже не оказывает влияния на коэффициент теплоотдачи. Одновременное увеличение плотности орошения приводит снова к росту а вслед - - ствие усиления ту рбулизации плен - xri им ки. Из распределительного устройства пленка вытекает волнистой, что снижает длину входного участка хг. При увеличении длины трубы ламинарный входной участок в процентном отношении ко всей трубе оказывает меньшее влияние и а растет. На рис. 33 представлена зависимость длины входного участка хт от ширины щели. [59]
Страницы: 1 2 3 4