Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
24
Wprowadzeniedoinżynieriiprocesowej
poszczególneelementypłynuporuszająsięwsposóbnieustalony,aposzczególne
warstwypłynumieszająsięzesobą.Takiburzliwyprzepływpłynujestnazywany
ruchemturbulentnym.
Jeżelidowolnymprzewodemprzepływapłyn,toposzczególneelementytego
płynunieporuszająsięzjednakowąprędkością.Wprzewodzieuformujesiępewien
profilprędkościpłynu(rys.vi),apomiędzyposzczególnymiwarstwamitegopłynu
nastąpiwymianamolekułalbocałychelementówpłynu.Wruchulaminarnymta
wymianamożezachodzićtylkonadrodzemolekularnej.Molekułymającewiększą
prędkośćiwiększąenergiękinetycznąnaskutekchaotycznychruchówzmieniają
swojepołożenieiprzemieszczająsiędowarstwpłynu,którepłynąwolniej,iodwrotnie,
molekułyporuszającesięwolniej„przeskoczą”dowarstwpłynuporuszającychsię
szybciej.Pomiędzyposzczególnymiwarstwaminastąpiwymianapęduienergii,ajeśli
układniejestjednorodnychemicznielub/itermicznie,towystąpirównieżwymiana
masylub/iciepła.Teprocesywymianymasy,ciepłaipędusąopisanerównaniem(v).
przepływupłynu
kierunek
Rys.
vi.
Profilprędkościpłynuwprzewodzie
Jeżeliprzepływpłynujestturbulentny,toprocesywymianypędu,ciepłaimasy
sąwielokrotnieintensywniejsze,bomiędzyposzczególnymiwarstwamiprzemiesz-
czająsięcałeelementypłynuzawierającewielemiliardówmolekuł.Odwieludziesię-
ciolecipodejmowanesąteoretyczneidoświadczalnepróbyopisutegomechanizmu,
jednakżezuwaginajegozłożonośćistochastycznycharakterścisłyjegoopisstale
natrafianatrudnościniemożliwedopokonania.Wynikająonezfaktu,żenawetdla
procesów,którezpozorusąustalone(zwanesąprocesamiśrednioustalonymi),
lokalneprędkościpłynuvzależąodczasu(rys.vii).Tezmianylokalnejprędkości
v
v
dt
t
Rys.
vii.
Rzeczywistaiśrednialokalnaprędkośćpłynu
