Поперечное перемешивание

Поперечное отверстие при 1,9 2,0 1 ,75 2,0

Поперечное отверстие (рис. 16.8, а). Значения А'„ и /(т, вычисленные по отношению к сечению нетто в зависимости от d0/d и а„, приведены в табл. 16.4.

Поперечное отверстие (см. рис. 1,9 2,0 1,75 2,0

Поперечное отверстие. Эффективные коэффициенты для стальных брусьев с поперечным отверстием при изгибе определяют по рис, 63, а при кручении — по рис. 64; при растяжении — сжатии эффективный коэффициент концентрации принимаем таким же, как и при изгибе.

На рис. 12.6 показаны основные концентраторы напряжений в валах и осях: а — галтель, б — выточка, в — поперечное отверстие, г — шпоночная канавка.

Шлицы Шпоночная канавка Резьба Поперечное отверстие

Некоторые типичные концентраторы напряжений приведены на рис. 2.58: а — ступенчатый переход; б — кольцевая выточка; s — поперечное отверстие; г — шпоночный паз; д—внутренний угол; е — эллиптическая галтель. Эффективный коэффициент концентрации для приведенных примеров зависит от вида деформации (растяжение, изгиб, кручение) и от соотношения между параметрами D, d, R, t, A, h, hi, b. Подробные данные об эффективных коэффициентах концентрации приводятся в специальной литературе.

Поперечное отверстие. Эффективные коэффициенты для стальных брусьев с поперечным отверстием при изгибе определяют по рис^-63, а при кручении — по рис. 64; при растяжении — сжатии эффективный коэффициент концентрации принимаем таким же, как и при изгибе.

Тонкие исследования конфигурации вершины трещины, проведенные X. Ниситани, подтвердили, что вершина нераспространяющейся усталостной трещины остается закрытой на протяжении всего цикла нагружения, в то время как вершина трещины распространяющейся раскрывается при максимальном напряжении цикла. Исследования проводили на образцах из углеродистой стали (0,13% С; 0,22% Si; 0,09 % Мп; 0,013% Р; 0,022% S; 0,09% Си; 0,01% А1; 0,01% Ni + Cr; •OB = 787 МПа; ат = 380 МПа; ф = 67,7 %) с диаметром рабочей части 10 мм, имевших поперечное отверстие диаметром 0,3 мм и гладких. Испытывали образцы на усталость при изгибе с вращением, наблюдая за появлением и развитием трещин на поверхности гладкого образца и по краю отверстия. Было •обнаружено, что в гладких образцах возникают нераспространяющиеся усталостные микротрещины при напряжениях немного ниже предела выносливости (аа = 170 МПа; o_i = = 175 МПа). Такие трещины не росли после остановки даже при увеличении базы испытаний до 3-Ю7 циклов, причем вершина трещины оставалась закрытой.

При определении напряжений, необходимых для роста усталостной трещины, можно рассматривать не только разграниченные области распространения и нераспространения трещины, но и промежуточную область {27], в которой дальнейшее распространение трещины сопровождается ее повторной остановкой. Испытывали на усталость при чистом изгибе с вращением цилиндрические образцы с диаметром рабочей части 10 мм, содержащие поперечное отверстие диаметром 2 мм. Теоретический коэффициент концентрации напряжений для такого концентратора составляет 2,03. Образцы изготовляли из углеродистой стали со следующим химическим составом (%): 0,34 С; 0,24 Si; 0,76 Мп; 0,030 Р; 0,025 S; 0,09 Си; 0,04 Ni; 0,13 Сг. Сталь после нормализации при температуре 860 °С имела следующие механические свойства: ав = 608 МПа; сгт = 390 МПа; \з = 45%. Предел выносливости исходных образцов с отверстием из исследуемой стали был 158 МПа.

40 Поперечное отверстие

При турбулентном режиме течения скорость в каждой точке потока пульсирует около некоторого среднего по времени значения. Вследствие этого возникает интенсивное поперечное перемешивание жидкости, что и вызывает интенсивный обмен количеством движения и теплотой между слоями с различной скоростью.

(рис. 3.5). Тогда вклад турбулентной диффузии в поперечное перемешивание теплоносителя в пучке витых труб с ростом числа FrM будет уменьшаться в меньшей степени, чем по оценкам работы [12]. Так, для числа FrM = 296 этот вклад составляет 10,3 ... 12% вместо 13% [12], а для. числа FrM - 1187 — « 8 ... 9,5% вместо 5,3% [12] при тех же основных допущениях, что и в работе [12]. Выполненные исследования вихревой структуры турбулентного потока в пучках витых труб свидетельствуют, что в ядре потока наблюдается некоторая анизотропия свойств. При больших числах Рейнольдса структура в этой области течения стремится к более изотропной структуре, что используется при построении методов расчета тепломассопереноса в таких пучках.

2. Пузырь, поднимаясь, раздвигает эмульсию в стороны, и материал, находящийся вблизи пузыря, входит в его облако и увлекается в шлейф, ширина которого примерно равна диаметру пузыря. Материал идеально перемешивается в шлейфе, и это приводит к поперечному перемешиванию слоя. Материал, находящийся в отдалении от пузыря, несколько смещается при проходе последнего, но затем возвращается почти в первоначальное положение. Поперечное перемешивание материала при такой пульсации пренебрежимо мало.

т. е. он может быть велик для крупных частиц и высоких скоростей фильтрации. Аналогично можно оценить фильтрационное поперечное перемешивание и в плотной фазе псевдоожиженного слоя, подставив только вместо w$ скорость фильтрации газа в агрегатах частиц, равную примерно wn.y:

Рис. 1-8. Поперечное перемешивание газа в различных системах [Л. 454].

между частицами газом и соответственно уменьшается коэффициент эффективной диффузии газа D'. На рис. 1-8 для одного конкретного случая показано (Л. 454], как снижается D' (увеличивается число РеэзЛтШф/тнасД') при торможении псевдоожиженного слоя насадкой из беспорядочно засыпанных шаров диаметром 6,3 мм. Более интенсивное поперечное перемешивание газа в свободном псевдоожиженном слое, чем в потоке чистого газа, при больших -Re—следствие бурного перемешивания материала газовыми пузырями, сочетающегося с увлечением газа тонкодисперсным материалом. Поэтому при малых Re, когда пузыри еще не развиты, D' газа в свободном псев-доожиженном ' слое, наоборот, очень мало (даже меньше, чем в псевдоожи-женном в насадке слое).

каем себя на плохое поперечное перемешивание газа, а значит, например, и на плохое смесеобразование при раздельном подводе в псевдоожиженный в насадке слой горючего газа и окислителя. Наоборот, для псевдоожиженного слоя тонкодисперсных частиц для этой цели может оказаться выгодным переход от свободного слоя к заторможенному насадкой из огнеупорных шаров. Дело в том, что насадка гомогенизирует псевдоожижение, уменьшает унос и позволяет работать с числами псевдоожижения, во много раз большими. Тогда сравнивать достижимые D' надо будет не при одинаковых Re, а при максимальных допустимых форсировках, совершенно различных для обоих типов псевдоожиженных слоев, и окажется, что при псевдоожижении в насадке можно достигнуть больших D' ', чем в свободном слое.

С другой стороны, и так называемая ламинарная фильтрация является ламинарным течением лишь в том общем смысле, что здесь преобладает проявление сил вязкости по сравнению с инерционными, что и определяет линейный закон сопротивления. Однако следует иметь в виду, что при ламинарной фильтрации имеется сильное поперечное перемешивание текучего. Как показал В. А. Баум, подобное «фильтрационное перемешивание» почти одинаково в ламинарной, переходной и даже турбулентной областях фильтрации [Л. 10]. Это естественно, так как для двухфазной системы твердые частицы—текучее при столь 'высокой концентрации частиц, как в плотном слое, поперечное перемешивание текучего должно -в большей мере определяться размерами частиц, чем режимом течения между ними, когда в пределах каждого промежутка перенос достаточно интенсивен благодаря огибанию частиц текучим или от-рывно'му их обтеканию.

Согласно рассматриваемой схеме микропрорыва (рис. 8-12) после первого ряда частиц смешивается Маг газа, охлажденного до О, с МКЗб, имеющим начальную температуру tQ. Рассматриваемый случай максимально благоприятен для быстрого снижения средней температуры газа в неоднородном слое (минимальная высота агрегатов, полное поперечное перемешивание газа после каждого ряда частиц).

Следовательно, любой механизм, увеличивающий поперечное перемешивание, например турбулентные потоки, снижает коэффициент диффузии D. Этот вывод в качественном отношении подтверждается опытами по массопереносу в пористых телах. ,

внутри используется для глубокой сушки полимерных материалов (лавсана, полипропилена и др.). Барабан в виде цилиндра вращается на эксцентрично расположенных цапфах 5, 6, установленных в подшипниковых опорах 3, 4 (рис. 5.2.2). Загрузка и выгрузка продукта осуществляется через один и тот же люк, снабженный шибером и крышкой, при соответствующем повороте аппарата. Подача пара в рубашку и змеевик и отвод конденсата осуществляются через подвижный коллектор со стороны привода через цапфу. С противоположной стороны подключается вакуумная система. Эксцентричное расположение оси вращения барабана обеспечивает комбинированное продольно-поперечное перемешивание высушиваемого материала и контактирование его частиц с греющими поверхностями.