химический каталог




Процессы и аппараты химической технологии

Автор А.Н.Плановский, В.М.Рамм, С.З.Каган

венства только тех критериев, которые отражают влияние сил, имеющих наибольшее значение для данных условий. Так, при вынужденном движении жидкости (например, при перекачивании ее насосом) влияние сил тяжести ничтожно мало и равенством критериев Fr в этом случае можно пренебречь.

Таким образом, при подобии вынужденного движения должна существовать зависимость между критериями подобия, которая в общей форме выразится функцией

Ей = /(Re, Ifd) (6-47)

где l/d — постоянное отношение линейных размеров, характеризующее геометрическое подобие труб. Вид этой функции может быть установлен только опытным путем. Для этого зависимость (6-47) представляют в степенной форме:

Eu = CRe" ЩаТ (6-48)

и определяют коэффициент С и показатели степени п и m из опытов.

Полученная количественная зависимость между критериями подобия будет верна не только для условий опыта, но и для любых других жидкостей при любых других скоростях и диаметрах труб, но при тех же пределах значений Re, что и в проведенных опытах.

Основы теории подобия были разработаны известным русским ученым В. Л. Кирпичевым еще в 1874 г. Позднее его идеи были развиты в трудах ряда ученых, в том числе В. Нуссельта, М. В. Кирпичева, А. А. Гухмана, И. Бэкингема и др. Их работы дали возможность плодотворно использовать теорию подобия в самых разнообразных отраслях техники.

По выражению М. В. Кирпичева теория подобия «стала основой эксперимента; она осуществляет синтез теории и опыта».

ч

Физический смысл критериев гидродинамического

подобия

Поясним физический смысл рассмотренных выше гидродинамических критериев подобия Re, Fr и Eu.

Пусть на элементарный объем жидкости в виде куба со стороной U в трубе / (см. рис. 6-12) действуют сила давления Pi, сила тяжести G\ и сила трения Тх (вдоль граней).

При рассмотрении подобия явлений имеют значение не абсолютные величины сил, а их соотношения. Поэтому в дальнейшем можно рассматривать зависимость не между силами, а между пропорциональными им величинами.

Сила давления, действующая на противоположные грани выделенного элементарного объема жидкости, равна разности давлений р\—р2 на эти грани,

умноженной на поверхность грани куба l\:

Эта сила пропорциональна общему перепаду давления Api в трубе, а длина стороны куба пропорциональна диаметру трубы d\, который, как указывалось, может быть принят в качестве основного (определяющего) линейного размера.

Таким образом, силу давления можно выразить величиной, ей пропорциональной:

Pi=*Р А

где знаком ЕЕ обозначена пропорциональность величин. Сила тяжести элементарного куба:

GI = PI^I ИЛИ Gx = 9lgd\

где Pi —плотность жидкости.

Сила внутреннего трения равна напряжению трения [см. формулу (6-8)], умноженному на площадь трения Si:

Tl = ^-dn-Sl

л „

ной величиной -у~, где wx — определяющая скорость, например средняя скоВ данном случае Sx = If, а член -~~ можно заменить пропорциональвеличиной -г— , где wx — опр ч

рость во входном сечении трубы.

Тогда

Т -и Wl Z2

После сокращения и подстановки вместо h определяющего размера d\ получим:

7*, = fx, diWi

тп = pj/j (где pj—плотность жидкости), умноженной на ускорение. Ускорение

Сила инерции равна выделенной элементарной массе жидкости

ж

определяется приращением скорости w— ~ в единицу времени т, т. е

Тогда сила инерции равна:

или

Заменяя отношение через да, и величину /, через du представим силу инерции пропорциональной величиной:

Очевидно, для модели (труба //, см. рис. 6-12) выражения соответствующих сил будут:

Р2 ЕЕ Lp2d\, G2 = p2gdl Т2 ЕЕ \>-2d2w2 и /2 ЕЕ ?2W\D\

Теперь найдем постоянное отношение сил инерции к силам трения в потоке:

___ =— — — Ке

Легко видеть, что это безразмерное отношение представляет собой критерий Рейнольдса.

Следовательно, режим движения в натуре и модели будет одинаков при условии равенства критерия Рейнольдса в сходственных точках потоков:

GI PI#DI

Постоянное и безразмерное отношение сил инерции к силам тяжести представляет собой критерий Фруда. Таким образом, в сходственных точках подобных потоков критерии Фруда равны:

Отношение сил давления к силам инерции дает безразмерный комплекс величин, носящий название критерия Эйлера:

Рх hpxd\ Lpx

= Eu

Для подобных потоков:

(6-51)

Таким образом, при наличии гидродинамического подобия определяющие критерии Рейнольдса и Фруда должны иметь в сходственных точках подобных потоков одинаковое числовое значение. В этом случае в натуре» и в модели существует одно и то же соотношение между действующими в жидкости силами, независимо от различия любых величин, входящих в критерий подобия.

Пример 6-8. Движение хлористого водорода в трубопроводе диаметром 600 мм при 450° С изучается на модели (масштаб к натуре 1 : 10), через которую продувается воздух при 20° С. Хлористый водород движется по трубопроводу при помощи газодувки со скоростью 7 м/сек, плотность газа Pi = 0,569 кг/м3, вязкость Pi = 0,0333- 1

страница 51
< 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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280

Скачать книгу "Процессы и аппараты химической технологии" (11.4Mb)


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

 

 

Реклама
ремонт холодильника ariston на дому
господин хороший концерт 2017
купить стеклянную тумбу под телевизор
петли для дверей цена

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
(07.12.2016)