химический каталог




Основные процессы и аппараты химической технологии. Книга первая

Автор Н.И.Гельперин

ходится в линейной зависимости от радиуса сечения потока, достигая максимума тя у стенки трубы и нуля на ее оси (см. рис. 1-10, а).

Это свойство характерно для ньютоновских, псевдопластических и дилатантных жидкостей. В отличие от последних бинга-мовские жидкости не обладают текучестью при тт < ту; напомним, что для этих жидкостей тт = ту + р0 4^-. Таким образом, цен50

(1.22)

"(Pl-Pa)R' , В

8(М I 3 ' R "Т" 3 (Pl_p2)4

Разделив обе части уравнения (1.22) на л/?2, найдем среднюю скорость потока:

;„_ ja-ft)«'[, 8 . ^ 1 f «ту у! ,1Я1

8upl L 3 Я(р,-р,) + 3 ^ fi (fc-ft)/J

51

При ty = 0, как и следовало ожидать, уравнения (1.22) и (1.23) переходят соответственно в уравнения (1.14) и (1.15), полученные выше для расхода и средней скорости ламинарного потока ньютоновской жидкости.

Для определения коэффициента гидравлического сопротивления X достаточно подставить в уравнение (1.23) значение Pl ~р- = = ^T'lg"' После простых преобразований получим:

X 64С«_ |*Р С 2.

где С= ТУ1Шгр. Для ньютоновских жидкостей С=0в1= 64/(вф/".) = 64/Re9. Турбулентное течение жидкостей в трубах круглого сечения

Распределение скоростей по живому сечению турбулентного потока жидкости в трубах вследствие большой сложности этого режима течения не поддается пока точному теоретическому расчету. Приближенное решение этой задачи применительно к ньютоновской жидкости возможно при помощи ранее выведенного вы-ряжения для касательных напряжении в потоке: тт = P^L-^-J ,

где WX — скорость движения вдоль оси потока, DY — расстояние от стенки.

Вблизи стенок трубы, как показывают опыты, зависимость длины пути смешения / от У (расстояния от стенки) близка к линейной, т. е. / = КУ, где К — безразмерный множитель. После подстановки значения I в последнее равенство получаем:

A.^J-l/i..* (1.24а)

"куру

Для области потока вблизи стенки можно заменить переменное касательное напряжение т/ его постоянным значением на поверхности стенки т0- Величина VT0/P имеет размерность скорости и называется динамической скоростью; она обозначается ниже через шд. Интегрируя уравнение (1.24а), находим: WX = (WJK) In У + С. Постоянную С определяют из условия, что на расстоянии У0 от стенки, соизмеримом с толщиною ламинарного подслоя, практически WX — 0. Поэтому С = —(и»д/к)1п У0 и W„ = (Шд'к) In (У/У0).

Принимая У0 = р (v'tfj), получаем следующее приближенное уравнение профиля усредненных скоростей турбулентного потока ньютоновской жидкости вблизи стенки:

ш, = (ш„/к) [In (jmyv) - In Р] (1.26)

Из уравнения (1.25) следует, что средняя скорость турбулентного потока вблизи стенки трубы изменяется по логарифмическому закону. Многочисленными опытами было доказано, что уравнение (1.25) может быть распространено на весь турбулентный поток ньютоновской жидкости в гладких трубах, если принять К = 0,4 и In р = —5,5. Тогда уравнение профиля скоростей принимает следующий окончательный вид:

Ч1Х1Щ = 2,5 In (»n(//v) + 5,5 (1.25а)

Средняя скорость потока в трубе радиусом R выразится так:

W = L^I 2лИЯ-«/)*=вЦ2,51п-^-+1.75J (1.26)

о

Введя в последнее уравнение критерий Рейнольдса Re = = W2R/V, получим:

w/wn = 2,5 In 1(Е)д/2ю) Re] + 1,75 (1.26а)

Ранее (см. раздел 4) было показано, что X (W2/2G) = 4T0/pg. Выразим из этого равенства коэффициент гидравлического сопротивления X, введя при этом динамическую скорость ТЯ — |/т0/р: X — 8т0/рш2 = 8 (ша/ш)2; (шд/ш)2 = Х/8. После подстановки значения (Шд/ш)2 в уравнение (1.26а) получим:

UV~X = 2,035 lg(Re VT) — 0,91 (1.27)

Лучше согласуется с опытными данными уравнение (1.27) с несколько измененными коэффициентами:

\LVL = 2\G(VXV~L)-Q& (1.27а)

Расчет коэффициента X по уравнению (1.27а) возможен графическим методом или при помощи малых счетнорешающих устройств. Для упрощения расчетов можно воспользоваться следующими формулами, согласующимися с уравнением (1.27а) в ограниченных областях значений Re:

ФОРМУЛА БЛАЭИУСА (Re = 104 — 105)

\= 0,3164 Re"0'25 (1.276)

ФОРМУЛА НИКУРАДЗЕ (Re — 105 — 3,4- 10е)

X = 0,0032 + 0,221 Re"0'237 (1.27в)

Из уравнений (1.16) и (1.27) видно, что для ламинарного режима характерна значительно более резкая зависимость X = = / (Re), чем для турбулентного. Это положение наглядно иллюстрируется на рис. 1-11. В переходной области (Re = 2320—10 000) наблюдается некоторый рост величины X.

Значения X, выражаемые уравнениями (1.27), справедливы для гладких труб, к числу которых относятся трубы из цветных металлов (медные, латунные, бронзовые, алюминиевые, свинцо52

53

ЪДГЛЮЛ),,

1,0

вые), а также из стекла и полимерных материалов. Используемые в промышленности стальные и чугунные трубы имеют шероховатую поверхность, вызывающую рост коэффициента гидравлического сопротивления X. Вид и характер шероховатости очень разнообразны; они зависят от материала труб, способа их изготовления и условий эксплуатации (химическая агрессивность транспортируемых жидкостей и газов, инкрустация поверхности выпадающими ос

страница 19
< 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
ремонт холодильников на дому южное бутово
MFCL9550CDWTR2
уролог взрослый
кресла кинотеатральные

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
(18.08.2017)