На главную
ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ!!!
Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и старых методичек 1978, 1982 и 1983гг.. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников или решение задач из задачников Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна или любых других решений по физике или гидравлике, воспользуйтесь сайтом fiziks.ru

Статья по теме: Скалярная диссипация

Область знаний: теплообменники, печи, теплоперенос, паровые котлы, нагревание, горение, топлива, теплообмен

Скачать полный текст

Следует отметить, что скалярная диссипация и диссипация энергии не зависят от коэффициентов молекулярного переноса и в ламинарном пограничном слое при большом числе Рейнольдса. Примером может служить течение в пограничном слое при нулевом градиенте давления или в слое смешения между двумя плоско параллельными потоками. В обоих случаях увеличение числа Рейнольдса приводит к уменьшению толщины пограничного слоя и соответствующему возрастанию градиентов скорости и концентрации. В результате, как это легко проверить из реше'ния Блазиуса (см., например, Шлихтинг [I960]), величины в и достаются в точности неизменными. Такая картина течения наблюдается только внутри узкого пограничного слоя (толщина слоя стремится к нулю при увеличении числа Рейнольдса) , вне которого процессы молекулярного переноса несущественны, т.е. € = N = 0, а характеристики потока описываются уравнениями Эйлера (в ряде случаев для описания течения вне пограничного слоя можно использовать предположение о потенциальности течения) ,[426, С.18]

Подобно тому, как величина € характеризует уменьшение энергии турбулентности из-за вязкости, скалярная диссипация N описывает, с какой скоростью происходит выравнивание неосредненных концентрационных неоднородностей из-за молекулярной диффузии. Поэтому можно сказать, что скалярная диссипация дает скорость смешения вещества до молекулярного уровня.[426, С.18]

Как известно, в теории локально однородной турбулентности фундаментальную роль играют диссипация энергии и скалярная диссипация. Поэтому далее основное внимание уделяется уравнениям для плотностей распределения вероятностей концентрации и разности скоростей, записанных соответственно в виде (2.15) и (2.31). Из этих уравнений следует, что в фазовом пространстве перераспределение плотности вероятностей носит диффузионный характер, а коэффициентами диффузии служат взятые с обратным знаком скалярная диссипация и диссипация энергии. Эти коэффициенты отрицательны, что, как будет показано далее, обуславливает многие весьма необычные свойства полученных уравнений.[426, С.69]

При решении уравнений (3.5 8) -(3.60), как отмечалось в начале главы, заданными считаются поле средней скорости, поток вещества и скалярная диссипация. Тем самым функции связаны уравнением турбулентной диффузии[426, С.105]

Здесь Pf ( N | с) — условная плотность вероятностей скалярной диссипации в турбулентной жидкости при заданном значении концентрации, (N)t.c -условно осредненная скалярная диссипация в турбулентной жидкости при заданном значении концентрации.[426, С.58]

Способ, с помощью которого получаются названные уравнения и граничные условия, предложен Кузнецовым [1972а]. В этой работе, предполагалось, что условно осредненная скалярная диссипация (AO,jZ 'не зависит от z, т.е. (N)ttZ = (N)t (подробнее об этой гипотезе см. § 3.2). Но область применимости указанного способа не ограничивается только этим случаем.[426, С.71]

Понятно, что решение этой задачи очень тесно связано с исследованием статистических характеристик мелкомасштабной части спектра турбулентности. Отсюда видно, что диссипация энергии и скалярная диссипация играют фундаментальную роль не только в теории турбулентности (Колмогоров [1941], Обухов [1941, 1949]), но и в теории турбулентного горения.[426, С.15]

Заметим теперь, что при любом конечном числе Рейнольдса из-за вязкой диффузии завихренности диссипация энергии в любой точке отлична от нуля. Аналогичное утверждение справедливо и для концентрации примеси, т.е. из-за молекулярной диффузии скалярная диссипация везде отлична от нуля. Таким образом, перемежаемость, если так можно выразиться, явление,, которое возникает только при Re = °°, а при конечном числе Re строгого определения не имеет. Тем не менее, как это довольно часто бывает в физике вообще и в теории турбулентности в частности, введение при конечном числе Рейнольдса (пусть нестрогого и приближенного) понятия о перемежаемости оказывается чрезвычайно плодотворным*). В этом случае, однако, при количественном определении перемежаемости требуется ввести некоторый граничный уровень е0, считая жидкость турбулентной, если е > е0, и нетурбулентной — в противном случае. Так как не существует сколько-нибудь удовлетворительного способа выбора во, то, несмотря на свою естественность и широкое использование в экспериментальных исследованиях, приведенное определение неконструктивно. Отмеченную трудность, казалось бы, можно преодолеть, если устремить число Рейнольдса к бесконечности и в связи с этим считать, что е0 -* 0.[426, С.30]

Формула (5.33) удобна при анализе турбулентного горения, поскольку скалярная диссипация А" является одной из важнейших величин, определяющих процесс смешения, а ее среднее значение входит практически во все модели турбулентности.[426, С.198]

Одна из особенностей горения заранее не перемешанных газов состоит в том, что скалярная диссипация, определяющая условия протекания химических реакций, сильно варьируется в зависимости от положения рассматриваемой точки. Указанная особенность проиллюстрирована на рис. 5.25, где приведены результаты расчета, основанного на системе (5.4). Эти расчеты проведены для оси затопленного пропанового факела. По оси абсцисс отложено не расстояние */r. Видно, что величина < N >, меняется на несколько порядков.[426, С.205]

Из проведенной оценки следует, что отклонения от равновесия определяются критерием G = kk™~{/<ЛО,, который характеризует отношение времени подвода вещества к фронту пламени к времени химической реакции. Обычно значения этого критерия очень велики. В качестве примера рассмотрим горение струи водорода, вытекающей из сопла диаметром d = 0,05 см со скоростью MO = 880 м/с. Расчет, основанный на системе уравнений (5.4), показывает, что при = zs и у = 0 скалярная диссипация равна (N)t = 0,08 с"1, и, следовательно, при k = 1,4 • 106 с"1 получаем[426, С.196]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь

Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Тарга, Кепе, Диевского, Мещерского и любого другого на заказ. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
Вы так же можете заказать решение задач и по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, метрология, ДМ, ТММ и другие.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Перейти к перечню использованной литературы

На главную