химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

рубку, назовем элементарной струйкой. ^Совокупность струек образует п о т сУ к. Такое представление о Структуре потока упрощает его теоретическую интерпретацию, но не является вполне стро31

гим, так как в потоке имеются поперечные движения частиц, благодаря которым последние проникают из одного слоя жидкости в другой.

Поперечное сечение элементарной струйки плоскостью, нормальной к линиям тока, назовем живым сечением струйки. Произведение V = wf, которое представляет собой объем жидкости, протекающей в единицу времени через живое сечение элементарной струйки, называется объемным расходом (величину w в пределах очень малой площадки / можно считать постоянной). В дальнейшем будем рассматривать движение жидкости, характеризующееся условием непрерывности, т. е. непрерывным заполнением трубки и отсутствием в ней пустот. Это означает, что в каждом сечении струйки расход жидкости остается постоянным: V = wf — const. Следовательно, для двух сечений струйки

V = wjt — wja = ml <= const

т. е. скорости обратно пропорциональны площадям живых сечений струйки.

Приведенное уравнение называется уравнением постоянства расхода, или неразрывности потока.

Движение жидкости с постоянной скоростью вдоль струйки называется равномерным;в этом случае струйка представляет собою цилиндрическую трубку.

В реальном потоке частицы жидкости, кроме поступательного движения, совершают также поперечные и притом беспорядочные движения. По этой причине в каждой точке внутри потока реальной жидкости наблюдаются колебания вектора скорости (пульсации) около некоторого среднего значения юср. Этот пульсирующий (мгновенный) вектор скорости имеет в каждый момент времени определенные значение и направление, причем его можно разложить по трем направлениям. Средний же расход жидкости за время т определяется только продольной составляющей мгномалым углом расхождения его струек (линий тока) и очень незначительной их кривизной. Очевидно, в этом случае за живое сечение потока может быть принята плоскость, нормальная к направлению движения. Тогда средней скоростью потока шср в данном живом сечении будет скорость, с которой должны были бы двигаться все частицы жидкости через рассматриваемое плоское сечение (площадью F), чтобы расход всего потока V был равен расходу, соответствующему действительным скоростям этих частиц:

V=FwCFl.

2. Дифференциальные уравнения гидродинамики

(1.7а)

В отличие от состояния покоя на реальную жидкость при ее движении действуют дополнительно силы инерции / и трения (вязкости) N. Чтобы составить уравнение равновесия для потока жидкости, можно на основании принципа д'Аламбера воспользоваться уравнениями (1.2), введя в них силы / и N, отнесенные к единице массы жидкости. Применительно к элементарному прямоугольному параллелепипеду, выделенному из установившегося потока реальной жидкости (рис. 1-5, б), получим:

р дг компоненты сил вязгде 1Х, ly, h — компоненты сил инерции, a Nx, Ny, Nz кости по направлениям осей координат х, у, г.

Обозначив через wz, wy, wz компоненты скорости параллелепипеда по направлениям осей координат, получим:

die.

dx ' '»—ST' L~~sr

каждои

венной скорости и равен V — 1 wf d%. В силу этого в

о

точке потока пульсирующий мгновенный вектор скорости можно заменить вектором местной осредненной скорости за промежуток времени т. Таким образом, реальный поток жидкости можно рассматривать «установившимся» только статистически, наблюдая местные осредненные скорости за достаточный промежуток времени.

В общем случае элементарные струйки не параллельны, поэтому живое сечение целого потока представляет собой поверхность, у которой нормали во всех точках совпадают с касательными к линиям тока, пронизывающим эту поверхность в тех же точках. В связи с этим вводят понятие о плавно изменяющемся движении жидкости, характеризующемся

32

Для определения значений Nx, Ny и Nz обратимся к выделенному параллелепипеду, движущемуся по направлению, не совпадающему с направлением ни одной из осей координат. На каждую из шести граней параллелепипеда действует сила трения, равная, какбыло показано ранее, произведению коэффициента динамической вязкости на площадь грани и градиент скорости по нормали. Так, сила трения, действующая на грань abed равна ixdxdy = —u. dx dy -~, а на грань efgh она равна (т;х + dz) dx dy ?-t dwx , d*wx

dz). Заметим, что различные знаки рассмотренных сил вызваны их действием на параллельные грани параллелепипеда в разные стороны (отставание одной грани от другой). Следовательно, равнодействующая сила трения вдоль

2 H. И. ГЕЛЬПЕРНН 33

оси ОХ для обеих описываемых граней равна fidxdydz^f. Аналогично находим равнодействующие силы треиия для двух остальных пар граней: р dx dy dz -^р и р dx dy dz^-. Суммарная же

сила трения (вязкости) для всех шести граней параллелепипеда вдоль оси ОХ выразится так:

др_

dz

Идеальные жидкости, как ранее было установлено, совершенно не сопротивляются сдвигу, т. е. для иих и. = 0. Следовательно, дифференциальные уравнения гидр

страница 12
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142

Скачать книгу "Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая" (4Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
прокаты ноутбуков в москве
Рекомендуем компанию Ренесанс - лестницы на второй готовые - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло ch 593
хранение вещей

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)