ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гидродинамика пленочных течений жидкости из "Пленочные теплообменные аппараты судовых котельных и опреснительных установок" Литература, посвященная гидродинамике пленочных течений жидкости, весьма обширна, поскольку такие течения имеют место в технологических процессах химических и энергетических производств. Для исследователей особенный интерес представляют пленки, движущиеся под действием сил тяжести или газового потока по вертикальной поверхности. В этом случае можно создать развитую площадь контакта для процессов переноса, усиливающихся вследствие волнообразования на поверхности раздела сред. [c.42] При нагреве высокоминерализованной жидкости целесообразно применение безволновых ламинарных пленок, которые получаются при движении жидкости по горизонтальной, конфузорной или вертикальной поверхностям на участке нестабилизированного течения. [c.42] В технической литературе сведения о движении таких пленок немногочисленны и их недостаточно для описания процессов тепломассообмена, поэтому основное внимание сосредоточим на особенностях гидродинамики указанных течений. [c.42] Этот результат справедлив не только для течения идеальной жидкости по горизонтальной поверхности, но и при любом профиле подстилающей поверхности, расположенной ниже сливной кромки. [c.43] Решения (3.7) — (3.9) в р1 раз отличаются от данных Бэтчелора, который считал течение потока в целом безнапорным. [c.44] Модель течения жидкости проверяли на экспериментальной установке, схема которой приведена на рис. 3.2. Ниже указаны материалы, из которых выполнялась подстилающая поверхность перед сливным отверстием, и ее размеры. [c.45] Равенство (1q=Dq соответствует острой сливной кромке без горизонтального участка подстилающей поверхности. [c.45] В качестве рабочей жидкости применялись вода при температуре 20—40 °С и полунормальный водный раствор едкого натрия с желтой и красной кровяной солью. Последний использовался для определения скорости жидкости электродиффузионным методом. Погрешность определения толщины слоя жидкости составляла 10 мкм. [c.45] На рис. 3.3 приведены данные о толщине сливаемого слоя жидкости в зависимости от радиуса поверхности, полученные в опытах с Uq =20 и Dq =230 мм. Сплошными линиями показаны расчетные данные на основе модели для различных значений 7o/im- Для каждой серии опытов Яо=Яэ, где - расход потока, определяемый из эксперимента. При опытные данные близки к данным теоретической модели. При 7o/iM 0,3 толщины потока существенно больше вычисленных по модели. Несоответствие опытных и теоретических результатов объясняется потерями энергии при течении реальной жидкости. Об этом свидетельствует показанная на рис. 3.4 зависимость распределения скорости по поперечному сечению потока при тех же значениях Яо Ям- Эти данные получены при г = 23,1 мм или 1 - г = 0,813. Для о/ м 0,3 профиль скорости потока приближается к ударному, и относительная доля потерь, определяемая формированием пристенного пограничного слоя, невелика. С уменьшением Яо Я л относительная доля потерь увеличивается, и профиль скорости потока приближается к профилю скорости пограничного слоя, поэтому толщина сливаемого слоя существенно увеличивается по сравнению с теоретической моделью. [c.45] Данная зависимость позволяет сопоставлять результаты, полученные на экспериментальных моделях, с различными геометрическими и режимными характеристиками потока. [c.47] Эта зависимость показана на рис. 3.5 штриховой линией. В работе [31] не приводится сведений, для каких значений были получены отмеченные результаты. [c.48] Скряги [23] для значений 0,2 5// о 0,38 при Го = 150 мм. Опытные результаты В. Г. Скряги для 0,1 5// о 0,8 отмечены сплошной линией на рис. 3.5, Обращает на себя внимание противоречивость рассматриваемых экспериментальных результатов в сравнении с приведенными в работах [31, 32], что можно объяснить, очевидно, разными масштабами экспериментальных моделей. Это заметно и по полученным данным — с увеличением диаметра сдивного отверстия уменьшается зависимость потерь от расхода. Отсутствие полномасштабных исследований моделей с различными геометрическими характеристиками не позволяет обобщить имеющиеся результаты. [c.48] Балдина и Ц. М. Брайтина — для труб с Го= 16 31,5 и 53,5 мм. Из сопоставления результатов работ по критической высоте слоя жидкости при сливе с рассматриваемыми данными видна удовлетворительная их сходимость, что свидетельствует о правомерности введения максимального расхода /м, соответствующего условию затопления воронки на уровне сливной кромки. [c.49] Осесимметричное течение пленки жидкости по конфузорной поверхности [37, 42]. Остановимся на основных результатах проведенных исследований. [c.49] Интегрируя (3.31) при условии (3.35), получаем Р=Ра + (Р1 -Р2) [б(- ) -у] osa. [c.49] Полагая течение автомодельным, т. е. [c.50] Это выражение правомерно для 6 1. [c.51] Параметр 0, характеризующий касательные напряжения трения на стенке, растет с увеличением числа Рейнольдса и слабо зависит от угла а. [c.52] На рис. 3.8 и 3.9 приведены результаты решения уравнения (3.45) в сравнении с экспериментальными данными по измерению толщины пленки. Результаты срабнения показывают удовлетворительную сходимость модели и экспериментальных данных. [c.52] Таким образом, двухмерная модель гравитационного пленочного течения жидкости по конфузорной поверхности, полученная на основе уравнений пограничного слоя, удовлетворительно описывает течение на основном участке конфузора и может быть использована для расчета процессов тепло- и массообмена в конфузорно-пленоч-ных аппаратах. [c.52] Вернуться к основной статье