химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

ля, попадая в трубу 2, размывается, окрашивая весь поток. Очевидно, в первом случае (w < < ю>„) частицы жидкости движутся по траекториям, параллельным стенке трубы 2, не перемешиваясь; такой режим параллельно-струйчатого, или слоистого, движения жидкости называется л а -минарным. Во втором случае (ш > к>к), несмотря на поступательное движение потока слева направо, отдельные его частицы перемещаются по самым разнообразным траекториям (хаотически), вызывая перемешивание всей жидкости; такой режим течения называется турбулентным.

Используя гладкие трубы различного диаметра и изменяя температуру воды (с целью изменения ее вязкости), Рейнольде установил, что критическая скорость жидкости wKp, выше которой ламинарный режим течения невозможен, во всех случаях зависит только от отношения кинематической вязкости жидкости к диа39

метру трубы Ы1КР = С (v/d). Безразмерный коэффициент С был в дальнейшем назван критическим числом Рейнольдса и обозначен Re, т. е. ReKp = wKStf\ = »KPdp'u.Опытами было установлено, что для потоков жидкостей в цилиндрических трубах ReKp = 2320. Однако в случае сходящихся потоков, а также длинных цилиндрических труб с плавным вхопроникают турбулентные возмущения, а зарождающиеся здесь вихри отрываются и попадают в турбулентное ядро. Вследствие такого обмена средняя скорость частиц плавно изменяется в сечении потока; ламинарное течение сохраняется лишь в части пограничного слоя (в подслое), непосредственно прилегающей к стенке, а между подслоем и турбулентным ядром создается переходная область.

Выше было указано, что истинные скорости частиц в каждой точке турбулентного потока, т. е. истинные местные скорости колеблются (пульсируют) около усредненной во времени скорости w на величину ±Aoi. В общем случае пульсационные составляющие скорости различны по направлениям осей координат и их абсолютные значения отличаются от w соответственно на Дв»х, Awy, Да^. Отношение

дом жидкости при отсутствии ее возмущения в расходном резервуаре существование ламинарного режима течения возможно и при ReKp > 2320.

Безразмерный комплекс Re = wdfa = todp/p, называемый числом, или критерием, Рейнольдса, как будет показано ниже, является динамической характеристикой потока реальной жидкости.

В отличие от ламинарного потока, характеризующегося, как уже отмечалось, параллельно-струйчатым, или слоистым, движением жидкости, при турбулентном режиме частицы последней движутся по сложным и разнообразным траекториям, соударяясь друг с другом и со стенками трубы или канала. В каждой точке турбулентного потока происходит беспорядочное изменение скорости во времени (колебание, пульсация), но ее среднее значение в данной точке при установившемся движении постоянно. Структуру турбулентного потока представляют схематически так (рис. 1-8, б). Непосредственно у омываемой стенки располагается тонкий пограничный слой (толщиной 6), который движется ламинарно. Вся остальная масса жидкости образует турбулентное ядро потока, В каждой из этих зон средние скорости частиц возрастают по мере удаления от стенки, но в различной степени. На это указывает то обстоятельство, что гидравлическое сопротивление (потерянный напор пп), как показали опыты Рейнольдса, растет при ламинарном режиме пропорционально средней скорости потока ш, а при турбулентном — пропорционально ад1'75 (в шероховатых трубах ~ш2).

В действительности между пограничным слоем и турбулентным ядром не существует резкой границы. В ламинарный слой

40

является одной из характеристик турбулентного потока и называется интенсивностью турбулентности.

В частном случае, когда Awx = Awy = Aw„ турбулентность называется изотропной.

Благодаря перемешиванию жидкости в турбулентном потоке происходит интенсивный перенос ее частиц в поперечном направлении, сопровождающийся переносом количества движения. В этом переносе участвуют совокупности частиц («комки», вихри) жидкости, которые проходят некоторый путь длиной /, после чего разрушаются. Путь I, проходимый совокупностью частиц в поперечном направлении к оси потока от момента ее возникновения до момента разрушения, является средней характеристикой амплитуды турбулентных пульсаций (масштаба турбулентности) и называется путем смешения. Энергия, затрачиваемая на поддержание рассматриваемого состояния, непрерывно переходит от пульсаций крупного масштаба (в турбулентном ядре) к пульсациям малого масштаба (в пограничном слое). Так как энергия при колебательном движении равна произведению амплитуды колебаний на их частоту, то крупномасштабные пульсации происходят с низкими, а мелкомасштабные — с высокими частотами.

Поперечное перемещение жидкости в турбулентном потоке создает дополнительное касательное напряжение %'Т, которое можно определить следующим образом. Обозначив скорость поперечного перемещения wy, а разность скоростей совокупности частиц в направлении потока на пути / через Да>„ можно приравнять %'т изменению количества движения (импульс силы в единицу времени равен изменению количества движения);

41

Тт = pw

страница 15
< 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
видеокурсы наладка газовых котлов
установка стеклоподъемников spal
обувница sheffilton б-685 черный / зарина купить
купить билет на песню года 3 декабря 2016

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
(05.12.2016)