Гидродинамика и теплообмен в условиях свободной конвекции жидкости

По просьбе нашего читателя постараемся описанную тему от 08:45 | 06.08.2015 раскрыть ещё глубже, сегодня рассмотрим Гидродинамика и теплообмен в условиях свободной конвекции жидкости. Не будем разливать воду, а преступим рассмотрению этого вопроса.

Основное положение

Подобные процессы можно представить в виде определенной математической модели, где главным является рассмотрение теоретического решения задачи. Оно необходимо для определения профиля скоростей при осуществлении ламинарного движения жидкости. Все действия происходят в цилиндрическом вертикальном устройстве, где создаются условия свободной конвекции. Это явления имеет специфические признаки, так как различается по плотности в процессе изменения температурного режима, производимого в объеме аппарата.

После проведение расчетов исследователи получают два основополагающих уравнения. Они способны в полной мере описать профиль локальной скорости по радиусу аппарата в нисходящей и восходящей зонах движения жидкости. Также существует особый метод поиска радиуса. Он складывается из установленного ранее условия равенства расходов жидкости в рассматриваемых зонах. Этот радиус определяет внешнюю границу между разными зонами. Таким образом, ламинарный режим течения станет удовлетворять условиям задачи при разности температур на стенке в центральной зоне аппарата.

В результате получают ряд зависимостей. Они напрямую связаны между жидкостью и физическими свойствами, которые максимально приближены к характерным чертам простой воды. Все действия имеют смысл, если происходит изменения температуры по радиусу рассматриваемого аппарата по линейному закону. Режим течения в реальных условиях станет турбулентным.

При решении задачи теплообмена между жидкостью и стенкой аппарата. В жидкости должны взаимодействовать и развиваться дрожжевые клетки. Все происходит в нестандартных условиях развитой турбулентности. Для решения подобной задачи необходимо воспользоваться полуэмпирическим методом. Он основан на определенной аналогии, связанной с переносом количества теплоты и движения и трехслойной модели турбулентного потока.

Также необходимо ввести понятие закона четвертой степени затухания пульсаций, возникающих при турбулентных явлениях. Их обычно фиксируют в пристеночном слое аппарата, на котором проводится исследование. Если необходимо произвести расчеты с использованием динамической скорости, существует уравнение, где удельная тепловая мощность берется за определяющую величину. Он находится в зависимости от скорости прироста биологической массы.

Дополнительно для рассмотрения всего процесса вводят математическую модель зависимости скорости переноса количества движения от скорости протекания биологических процессов в дрожжевых клетках. Однако для всестороннего исследования необходимо уточнение численного значения эмпирического коэффициента, а также профиля температур в поперечном сечении аппарата. Это предполагается проведение дополнительных опытов.

Заключение

Конечно можно много говорить по теме Гидродинамика и теплообмен в условиях свободной конвекции жидкости, но основную суть мы изложили по этому вопросу. Если вам нужно дополнительная консультация, пожалуйста пишите ваши сообщения нам на почту. Все поступившие вопросы рассматриваются и не остаются без ответа.