Введение Обзор научнотехнической информации
 Скачать 0.54 Mb.
|
|
Содержание Введение………………………………………………………………………...4 1. Обзор научно-технической информации……………………………………..5 1.1. Способ снижения гидродинамического трения………………………..5 1.2. Способ снижения сопротивления тела посредством формирования вязкоупругого покрытия………………………………..11 1.3. Способ транспортирования высоковязких нефтепродуктов и устройства для его реализации……………………………………….13 2. Математическая модель процессов транспортирования нефти………….21 2.1.Дифференциальные уравнения, описывающие движения жидкости в пограничном слое………………………………………….21 Заключение……………………………………………………………………28 Список литературы…………………………………………………………..29 Введение Барабанные сушилки применяются для сушки углей, песка, глины, известняка и других материалов. Основной частью этих сушилок является наклонный вращающийся цилиндрический или конический барабан с постоянным (чаще всего) или переменным углом наклона. Внутри барабана перемещается и одновременно перемешивается сыпучий сушимый материал. Наклон барабана относительно горизонтальной оси составляет обычно 1/15 – 1/50. Внутри барабана в зависимости от свойств сушимого материала устанавливают различные насадки, способствующие его сушке. При вращении барабана лопасти захватывают и поднимают материал, а затем он, падая вниз, омывается газами, при этом поверхность соприкосновения увеличивается. В барабанных сушилках сушка в большинстве случаев производится топочными газами. Смесь топочных газов с воздухом и сушимый материал обычно движутся прямотоком. В промышленности встречаются противоточные барабанные сушилки, а также такие, в которых в качестве сушильного агента вместо топочных газов используется воздух, нагреваемый в паровых подогревателях до 100 – 150 °С. Обзор научно-технической информации 1.1. Способ снижения гидродинамического трения. Изобретение позволяет снизить гидродинамическое трение при течении жидкости или газа в каналах или внешнем обтекании тел путем воздействия на пограничный слой жидкости или газа переменным электромагнитным полем. Частоту поля устанавливают равной частоте собственных колебаний молекул жидкости или изменяют в диапазоне 109 - 1013 Гц до тех пор, пока гидродинамическое трение станет минимальным. Изобретение относится к области гидродинамики и предназначено для снижения гидродинамического трения при течении жидкости в каналах или при внешнем обтекании поверхности твердого тела1. Известен способ снижения гидродинамического трения при добавлении в поток высокомолекулярных веществ4. Известный способ требует наличия специальных веществ и при этом уменьшает гидродинамическое трение в определенных пределах (не более чем в 4 5 раз), что является недостаточным. Известен способ снижения гидродинамического трения путем отсасывания пограничного слоя5. Известный способ, включающий приложение внешней силы к пограничному слою, позволяет за счет предупреждения перехода ламинарного течения в турбулентное, снизить гидродинамическое трение более значительно, однако недостатком его является необходимость производить отверстия в поверхности обтекаемого тела, осуществить отсасывание части жидкости или газа, что усложняет способ и увеличивает энергозатраты на осуществление процесса снижения трения. Известен способ управления пограничным слоем путем введения в слой ферромагнитных частиц, на которые воздействуют магнитным полем, предложенный Потемкиным В.Ф.. Этот способ также отличается значительной сложностью, т. к. требует введения в поток специальных веществ. Этот способ также может считаться прототипом, т.к. он предусматривает воздействие на поток внешней силой, однако, он, по существу, также использует эффект Томса как и со всеми его ограничениями. Цель изобретения повышение эффективности способа. Под этим будем понимать как большее снижение трения, так и снижение энергозатрат. Поставленная цель достигается тем, что на пограничный слой жидкости или газа, омывающего поверхность твердого тела, воздействуют переменным электромагнитным полем. При этом частоту поля устанавливают равной частоте собственных колебаний молекул жидкости или газа. Под частотой собственных колебаний надо понимать частоту колебаний относительно оси, определяющей ориентацию молекул. При невозможности определить эту частоту точно ее выбирают в диапазоне 109-1013 Гц. Такое воздействие на пограничный слой соответствует критерию "новизна", т. к. в прототипе на пограничный слой осуществляют воздействие постоянным магнитным полем (т. к. частота не указана), причем воздействие происходит опосредственно, через ферромагнитные частицы, вводимые в поток, а в данном способе переменное электромагнитное поле непосредственно действует на поток. Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях и, следовательно, обеспечивают соответствие критерию "существенные отличия". Сущность изобретения состоит в следующем. При течении жидкости или газа, как известно, за счет перехода ламинарного движения в турбулентное резко возрастает гидродинамическое трение. Проведенные автором теоретические исследования6,7 позволяют объяснить снижение трения при осуществлении предлагаемого способа следующим образом. Граничный слой жидкости, прилегающий к поверхности твердого тела, за счет молекулярного взаимодействия с этой поверхностью и за счет большого градиента скорости приобретает наведенную анизотропию по отношению к механическому и энергетическому взаимодействию молекул жидкости. Анализируя поведение этого слоя на основе термодинамики необратимых процессов можно показать, что за счет анизотропии появляется новый перенос импульса, отличный от обычного, определяемого по закону Ньютона  (1.1)где  напряжение трения в изотропной жидкости;u скорость, вдоль поверхности тела; y нормаль к поверхности тела; р плотность; В анизотропном слое напряжение трения зависит от упорядоченности молекул, которая, очевидно, должна зависеть от расстояния до твердого тела y. Поэтому из соображений размерности можно записать  (1.2)В общем случае в анизотропной жидкости |