ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Скорость частиц в турбулентном потоке. Касательные напряжения из "Краткий курс технической гидромеханики " Как было определено выше, турбулентным называется течение жидкости, характеризующееся неупорядоченным движением частиц. [c.147] Отметим, что в дальнейшем мы будем обозначать — так же как и здесь — чертой над буквенной величиной осреднение этой величины в некотором интервале времени. Если в каждой данной точке пространства, заполненного жидкостью, вектор осредненной скорости сохраняет во времени постоянные величину и направление, то такое течение называют в среднем установившимся. [c.147] Нетрудно показать, что сумма пульсационных скоростей в точке А за выбранный малый, но конечный интервал времени равна нулю, так же как равно нулю и среднее значение пульсационной скорости в этой точке. [c.147] Складывая почленно эти равенства, получим 1 + + + + (г 1 + г 2 -Ь г з +... + ). [c.148] В то же время среднее значение абсолютной величины пульсацион-ной скорости, очевидно, не равно нулю, т. е. [c.148] Рассмотрим, в частности, течение в трубе кругового сечения измерения показывают, что поле осредненных скоростей турбулентного потока имеет упорядоченный характер, а именно осредненная скорость параллельна оси трубы и ее значения убывают от максимального на оси до нуля у стенки трубы. В то же время распределение осредненных скоростей турбулентного потока в поперечном сечении (рис. 86) существенно отличается от параболы распределения скоростей ламинарного потока. При турбулентном движении скорость в центральной части потока, называемой также ядром, характеризуется относительно малыми изменениями по сечению, по мере же приближения к стенкам трубы осредненная скорость быстро уменьшается, обращаясь на стенке в нуль. [c.148] Аналитическое исследование поля истинных скоростей при турбулентном течении является чрезвычайно трудной задачей, которая пока не поддается решению. [c.149] Это вынуждает при изучении турбулентного потока рассматривать поле осредненных скоростей, ставя в качестве практических задач нахождение распределения этих скоростей в поперечных сечениях потока и определение воздействия потока на пограничные поверхности в зависимости также от осредненных скоростей. [c.149] Этим задачам турбулентного течения посвящено очень большое количество теоретических и экспериментальных работ большинство исследований базируется на той или иной гипотезе, связывающей касательное напряжение (напряжение силы сопротивления) т и градиент осредненной скорости. [c.149] Определим касательные напряжения, возникающие в потоке, движущемся с пульсацией скорости. [c.149] Выделим в плоском потоке жидкости, предполагая последнюю невязкой, отсек, показанный штриховкой на рис. 87. [c.149] Для определения пульсационных скоростей через осредненные Л. Прандтль ввел в рассмотрение так называемый путь смешения. [c.150] Согласно идее Прандтля, макрочастица турбулентного потока при ее движении в поперечном направлении должна пройти некоторый путь (путь смешения), прежде чем разность ее первоначальной скорости и скорости в конце этого пути станет равной осредненному значению абсолютной величины скорости продольной пульсации турбулентного потока. [c.150] Коэффициент ч, носит название универсальной постоянной Прандтля величина ее устанавливалась в опытах Никурадзе над распределением скорости в трубах и оказалась равной 0,4. [c.151] Коэффициент А носит название коэффициента турбулентного перемешивания иногда, в силу аналогий формул (42.13) и (33.1), его называют также динамическим коэффициентом виртуальной вязкости значения этого коэффициента меняются в зависимости от шероховатости стенок и От средней скорости потока и различны на разных расстояниях от стенок трубы. [c.152] Вернуться к основной статье