ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные закономерности свободной турбулентности Плоская турбулентная струя в пространстве, заполненном той же жидкостью из "Механика жидкости и газа " Своеобразным аналогом пограничного слоя служат движения жидкости в струях, в следе за телом и, вообще, движения вблизи границы раздела двух потоков, имеющих различные скорости. Так же как и пограничный слой, эти области характеризуются сосредоточенным действием внутреннего трепия — ламинарного или турбулентного, в зависимости от того, какова общая структура потока. Вместе с тем обращает на себя внимание и некоторое отличие задач этого рода от задач пограничного слоя, заключающееся в отсутствии влияния твердой стенки, непроницаемой для жидкости и тормозящей ее движение силами вязкости. Такого рода движения, происходящие в значительном удалении от поверхности твердых тел, называют свободными. [c.654] Для ламинарных движений своеобразие свободных движений сводится лишь к отсутствию характерного для твердой стенки граничного условия равенства нулю скорости жидкости на обтекаемой поверхности. В случае же турбулентного движения, как сейчас будет показано, специфическая форма эпюры скоростей позволяет упростить основную закономерность трения. [c.654] Рассматриваемые в настоящем и следующем параграфах случаи турбулентной струи и турбулентного следа за телом являются иллюстрациями общих методов теории свободной турбулентности. В задачи этой теории входит, наряду с перечисленными выше, изучение турбулентных движений в свободной атмосфере, воздушных и морских течений, различных вентиляционных потоков и др. [c.654] Механизм свободных турбулентных движений полностью сводится к чисто турбулентному перемешиванию влияние обычной молекулярной вязкости при этом совершенно пренебрежимо, так что рассматриваемые ниже движения оказываются независимыми от рейнольдсова числа, в каком бы прямом или косвенном виде оно ни составлялось. [c.654] Остановимся на некоторых простейших применениях формулы (104). Рассмотрим прежде всего пример плоской турбулентной струи, бьющей из бесконечно тонкой щели в безграничное пространство, затопленное той же неподвижной жидкостью. Для дальнейшего существенно, что источник плоской струи представляется бесконечно тонкой щелью. Такая схематизация упрощает решение, так как, благодаря отсутствию характерной длины (ширины щели) в граничных условиях, задача, аналогично тому, как это имело место в теории ламинарного слоя ( 85), может быть сведена к решению одного обыкновенного дифференциального уравнения, взамен сложной системы уравнений в частных производных, к которой сводится общая постановка задачи. [c.657] Коэффициент турбулентного обмена, не изменяясь по сечению струи, возрастает пропорционально корню квадратному из расстояния сечения до источника струи. [c.660] На рис. 206 соответствующая кривая показана пунктиром. Совпадение этой теоретической кривой с опытными точками вполне удовлетворительное. При таком сравнении неизвестные константы с к к входят в определение величины У. [c.661] Пользуясь формулой (118), можно вычислить массовый расход жидкости через любое сечение струи, расположенное на расстоянии х от источника струи. [c.662] Рассмотренное явление увлечения струей окружающей жидкости лежит в основе работы разнообразных водяных, воздушных и паровых насосов, называемых инжекторами и эжекторами. Во всех аппаратах такого рода струя со значительным количеством движения, но малым расходом, создает значительные расходы жидкости, что и делает насос полезным. [c.662] Для расчета плоской струи необходимо задать какие-то характерные для струи параметры. Это могут быть сохраняющееся вдоль всей струи ее количество движения Уд, расход или осевая скорость в некотором фиксированном сечении струи и др. [c.663] Заметим, что рассмотренное решение, как это следует из ранее приведенных рассуждений, содержит произвольную постоянную с, существенно зависящую от турбулентности струи и являющуюся экспериментальной константой данной струи. От этой константы зависит угол расширения струи, который будет тем больше, чем интенсивнее турбулентность в струе. [c.663] Вернуться к основной статье