Большая техническая энциклопедия
0 1 3 5 8
D N
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
ЧА ЧЕ ЧЖ ЧИ ЧР ЧУ

Число - ричардсон

 
Число Ричардсона в форме (5.43) справедливо для слоевых скоплений, образованных как сосредоточенными, так и распределенными источниками.
Естественным критерием слоеобразования должно быть число Ричардсона, характеризующее ослабление турбулентности под действием объемных сил и определяющее коэффициент турбулентной диффузии активного газа. Однако используемое ранее число Ричардсона носило локальный характер, поскольку оно выражалось через характеристики потока в точке.
Схема к оценке действия выталкивающей силы. Практический интерес представляет критическое значение числа Ричардсона RiKp, при котором происходит затухание турбулентности и прекращение турбулентного обмена.
Величина, обозначенная здесь /, называется числом Ричардсона.
Пановский [6] получил соотношения, представленные в табл. 3.4, между числом Ричардсона и характеристиками перемешивания атмосферы.
Образование слоевых скоплений газов является частным случаем диффузии активных газов и определяется числом Ричардсона.
Основные задачи исследований связаны здесь с изучением роли модифицированного числа Фруда ( аналог числа Ричардсона), критерия Рей-нольдса, шероховатости дна водоема. Большие практические затруднения связаны с воспроизведением на модели дрейфовых течений, а также теплообмена с воздушной средой, обусловленных ветром.
Критическое значение слоевого числа зависит от отношения Cfv / Cf и критического значения числа Ричардсона.
Из рисунка следует, что в подкровельном пространстве - области, наиболее опасной по слоевым скоплениям метана, - критические значения числа Ричардсона могут быть весьма низкими - в зависимости от числа Re потока. Так, при Rel25-104, что соответствует скорости воздуха 0 1 м / с, в выработке среднего размера RiKp может иметь значения 0 05 - 0 1, что говорит о большой потенциальной опасности слоеобразования.
Сопоставляя (3.31) с (3.29) и имея в виду, что в соответствии с (3.31) ааСат, видим, что в случае, когда стратификация потока затрудняет турбулентный обмен, абсолютное значение числа Ричардсона должно быть менее единицы.
Безразмерная - величина Rf, очевидно, определяет относительный вклад термической конвекции в порождение турбулентной энергии по сравнению с динамическими факторами ( передачей энергии от осредненного движения); она называется динамическим ( или потоковым) числом Ричардсона.
Зависимость величины Г от Ri при неустойчивой стратификации по эмпирическим данным. Сплошными линиями на рис. 9.19 нанесены значения Г 1 ( отвечающее логарифмическому профилю Т ( z) - const - In г) и Г 0 73 ( отвечающее закону Т ( z) - const z - / 3) - Мы видим, что при наименьших наблюдавшихся значениях - Rii s, близких к 0 015 или еще меньших, Г действительно оказывается близким к 1, но затем оно начинает убывать и уже при Ri - 0 03 принимает значение, близкое к 0 73, сохраняющееся затем на значительном интервале чисел Ричардсона.
Характеристики турбулентности для различных чисел Ричардсона.
Дым от какого-либо источника в таком случае быстро рассеивается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Когда число Ричардсона стремится к нулю, рассеяние уменьшается. Для чисел Ричардсона 0 25 вертикальное перемешивание в значительной степени ограничено и работает только горизонтальная турбулентность.
Естественным критерием слоеобразования должно быть число Ричардсона, характеризующее ослабление турбулентности под действием объемных сил и определяющее коэффициент турбулентной диффузии активного газа. Однако используемое ранее число Ричардсона носило локальный характер, поскольку оно выражалось через характеристики потока в точке.
Величина Ri может быть интерпретирована как отношение архимедовых сил плавучести к силам инерции. При положительных значениях числа Ричардсона ( устойчивая термическая стратификация) силы плавучести противодействуют развитию турбулентности, часть энергии турбулентности расходуется на преодоление этих сил. При отрицательных значениях Ri ( неустойчивая термическая стратификация) силы плавучести способствуют возникновению и развитию турбулентности. Если значения числа Ричардсона близки к нулю ( безразличная стратификация), то архимедовы силы не влияют на режим турбулентности.
Подстрочный индекс ш отмечает, что берется значение градиента на стенке. Эта безразмерная величина называется числом Ричардсона. Случай Ri 0 означает однородную жидкость, случай Ri 0 - устойчивое расслоение, а случай Ri 0 - неустойчивое расслоение.
Вероятность Р повышенного. Иорданова ( lordanov, 1977) и др. используются некоторые турбулентные характеристики пограничного слоя атмосферы. Неронова и Пономаренко ( 1980) используют высоту термодинамического слоя перемешивания, рассчитываемую по числу Ричардсона, и учитывают вертикальное перемешивание примесей, обусловленное термическими и динамическими факторами.
Значение градиента температуры изменяется в течение суток и по сезонам и зависит от радиационного баланса подстилающей поверхности. При наличии ветра движение в случае неустойчивой стратификации будет также неустойчивым; в случае устойчивой стратификации характер вертикального конвективного движения определяется значением числа Ричардсона.
Из рисунка видно, что увеличение скорости основного потока ( числа L) в области его восходящего движения увеличивает также и скорость слоевого скопления в том же направлении. При этом в области малых скоростей основного потока ( до L2 5 для кривой 1 и L4 для кривой 2) их увеличение способствует ухудшению воздухообмена между слоевым скоплением и основным потоком, на что указывает увеличение чисел Ричардсона. При приведенных значениях слоевых чисел ( 2, 5 и 4) скорости слоевого скопления и основного потока становятся одинаковыми, градиент скорости теоретически становится равным нулю, а число Ричардсона - бесконечности. Это обстоятельство означает прекращение турбулентного обмена между слоевым скоплением и воздушным потоком.
Дым от какого-либо источника в таком случае быстро рассеивается как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях. Когда число Ричардсона стремится к нулю, рассеяние уменьшается. Для чисел Ричардсона 0 25 вертикальное перемешивание в значительной степени ограничено и работает только горизонтальная турбулентность.
Для свободной атмосферы характерны значительно меньшие вертикальные градиенты температуры и скорости ветра и большие значения внешних масштабов. Одной из характеристик турбулентного режима в свободной атмосфере является число Ричардсона.
Из рисунка видно, что увеличение скорости основного потока ( числа L) в области его восходящего движения увеличивает также и скорость слоевого скопления в том же направлении. При этом в области малых скоростей основного потока ( до L2 5 для кривой 1 и L4 для кривой 2) их увеличение способствует ухудшению воздухообмена между слоевым скоплением и основным потоком, на что указывает увеличение чисел Ричардсона. При приведенных значениях слоевых чисел ( 2, 5 и 4) скорости слоевого скопления и основного потока становятся одинаковыми, градиент скорости теоретически становится равным нулю, а число Ричардсона - бесконечности. Это обстоятельство означает прекращение турбулентного обмена между слоевым скоплением и воздушным потоком.
Величина Ri может быть интерпретирована как отношение архимедовых сил плавучести к силам инерции. При положительных значениях числа Ричардсона ( устойчивая термическая стратификация) силы плавучести противодействуют развитию турбулентности, часть энергии турбулентности расходуется на преодоление этих сил. При отрицательных значениях Ri ( неустойчивая термическая стратификация) силы плавучести способствуют возникновению и развитию турбулентности. Если значения числа Ричардсона близки к нулю ( безразличная стратификация), то архимедовы силы не влияют на режим турбулентности.
Известно, что турбулентная диффузия есть рассеивание вещества и тепла при вихревом движении. Поэтому для изучения массопереноса важно моделировать термическую стратификацию пограничного слоя атмосферы. Равенство числа Прандтля в аэродинамических трубах выдерживается, если в качестве рабочего тела использовать воздух под давлением, близким к атмосферному. Более сложно обеспечить равенство по числу Ричардсона. При обычно используемых масштабах от 0 01 до 0 0001 подобие по числу Ri может быть достигнуто, если нижнюю стенку рабочей части трубы и циркулирующий в ней воздух удается нагревать или охлаждать так, чтобы перепад температур составил примерно 100 С и одновременно скорость набегающего потока не превышала 1 м / с.
Параметры неровностей для различных поверхностей. Очевидно, что излучение, неоднородность и температурные характеристики поверхности влияют на распределение температуры воздуха. Во многих случаях, однако, более важное воздействие оказывает присутствие или отсутствие воды на поверхности. Это особенно справедливо для дневного времени, когда образование водяных паров требует мощных источников тепла. Потоки вблизи Земли могут в широком смысле подразделяться на ламинарные и турбулентные и на однородные и неоднородные в аэродинамическом смысле. С другой стороны, когда учитывается передача тепла, удобно рассматривать свободную конвекцию, вынужденную конвекцию или их комбинацию. Наиболее общим и наиболее полно исследованным условием является совершенно турбулентная вынужденная конвекция над неровными поверхностями. Встречаются также крайние отклонения от этого условия: ночью часто наблюдаются ламинарные потоки над гладкой, покрытой снегом поверхностью ( в результате стабилизирующего действия сильного увеличения температуры с высотой), в то время как противоположное условие свободной конвекции при отсутствии организованного горизонтального среднего потока часто встречается в середине дня при сильном убывании температуры с высотой. Очевидно, что совершенно турбулентный поток со средними скоростями над гладким снегом, льдом и водой часто можно классифицировать как однородный. Переход от совершенно вынужденной к свободной конвекции является важным для анализа и, в сущности, обычно трактуется с помощью числа Ричардсона ( см. [8]) или такого же параметра, представляющего отношение сил плавучести к поверхностным силам.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2019
словарь online
электро бритва
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11