Турбулентное течение, определени

Турбулентное течение, определение 27, 40, 41 [c.360]

Возвращаясь теперь к историческому изложению основных этапов развития теории турбулентности, упомянем прежде всего интересную работу Джеффри Тэйлора (1921) о турбулентной диффузии, в которой впервые выявилась важная роль корреляционных функций (т. е. смешанных вторых моментов) поля скорости (правда, не для обычной эйлеровой скорости течения в фиксированной точке, а для более сложной лагранжевой скорости фиксированной жидкой частицы). Однако в общем виде идея о том, что корреляционные функции и другие статистические моменты гидродинамических полей должны быть признаны основными характеристиками турбулентного движения, была впервые высказана Л. В. Келлером и А. А. Фридманом (1924), предложившими общий метод построения (с помощью уравнений движения реальной жидкости) дифференциальных уравнений для моментов произвольного порядка гидродинамических полей турбулентных течений. Определение всех таких моментов при некоторых общих предположениях эквивалентно определению соответствующего распределения вероятности в функциональном пространстве P(d o) или Pt d(u), т. е. решению, проблемы турбулентности. Поэтому полная бесконечная система уравнений Фридмана — Келлера [c.17]

Рассмотрим в связи с этим результаты определения параметров когерентных структур в дозвуковых турбулентных струях. В последнее десятилетие обнаружены и всесторонне исследуются регулярные и когерентные структуры в самых различных турбулентных течениях с поперечным сдвигом [217, 250]. [c.127]

Возникновение турбулентности также определяется значением числа Рейнольдса R = pt)// i, где I — диаметр трубы. Для определенных условий втекания жидкости в трубу турбулентность возникает при определенных значениях числа Рейнольдса. Например, для трубы с острыми краями, вставленной в гладкую стенку, турбулентность возникает при R 1400. Падение давления в трубе в случае турбулентного течения, так же как и в случае ламинарного, очень сильно зависит от сечения трубы. [c.553]

Рассмотрим для определенности турбулентное течение жидкости над бесконечной пластиной. [c.651]

Уравнения (10.20), (10.21) используются для определения трения на гладких и шероховатых поверхностях при ламинарном и турбулентном течении. Недостатком этого способа является необходимость выполнения большого числа измерений. При обработке опытных данных необходимо выполнять численное дифференцирование, которое вносит большие погрешности в конечный результат. [c.209]

Наиболее важными характеристиками турбулентного течения являются одноточечные пространственные корреляции, автокорреляции, пространственно-временные корреляции, а также частотный спектр пульсаций. Ниже рассмотрены основы техники экспериментального определения этих параметров с помощью термоанемометра. [c.261]

Вторая задача связана с определением тепловых потоков со стороны горячего газа к обтекаемому профилю типа турбинной лопатки в этом случае в пограничном слое вдоль профиля могут одновременно существовать зоны ламинарного, переходного и турбулентного течений. [c.55]

Профиль скорости при соответствующем значении г может быть определен из равенства (8.44). Результаты расчетов профилей скорости при различных числах Re представлены на рис. 8.2. Получен характерный для турбулентного течения Куэтта S-образный вид профилей скорости. С уменьшением числа Рейнольдса г течение перестраивается, а профили скорости приближаются к линейному, характерному для ламинарного режима. Для сопоставления на рис. 8.2 показаны также результаты измерений профиля скорости. Расчеты согласуются с измерениями. [c.281]

В литературе предложено несколько зависимостей для расчета коэффициента трения при турбулентном течении проводящей жидкости в магнитогидродинамических трубах. Подавляющее большинство из них ограничено определенным диапазоном чисел Re и На. [c.436]

Уравнения (19.53) и (19.54) представляют собой преобразованные выражения уравнения подобия М. А. Михеева (19.37) для определения а при турбулентном течении жидкости. [c.306]

В баллистических экспериментах, выполненных в 50-е. гг., было обнаружено, что при движении моделей во фреонах в определенных условиях фронт головной ударной волны перестает быть гладким. На фронте головной ударной волны возникают многочисленные тройные конфигурации (пересечения в одной точке трех ударных волн). Картина течения становится такой же, как и за плоской ударной волной при наличии поперечных возмущений. В ряде случаев фронт волны остается гладким, а за ним возникает турбулентное течение. Сопротивление моделей существенно меняется. В дальнейшем были выполнены опыты в ударной трубе с инертными газами (аргон, криптон, ксенон) и с молекулярными (углекислый газ). Выяснилось, что распространение сильных ударных волн (при скорости несколько километров в секунду) имеет ряд особенностей. Фронт волны перестает быть плоским, в ряде случаев фронт разрушается, распределение плотности и концентрации электронов в релаксационной зоне имеет немонотонный характер (рис. 4.1, 4.2). Все эти особенности обнаруживают пороговый характер по скорости волны и начальному давлению. Малые примеси водорода (порядка 1%) оказывают стабилизирующее воздействие на течение. Описанное явление получило название релаксационной неустойчивости ударных волн. Существенную роль при этом, по-видимому, играет интенсивный переход энергии возбуждения в кинетическую. [c.81]

Полученные С ПОМОЩЬЮ полуэмпирической теории формулы для определения коэффициента гидравлического трения и профиля скоростей при турбулентном течении в трубах весьма удачно подтверждаются опытными данными. Эти формулы оказалось, однако, целесообразным привести к более простому виду. [c.188]

Запишите формулу для определения коэффициента теплоотдачи при стабилизированном турбулентном течении жидкости в трубах. Сделайте анализ факторов, влияющих на коэффициент теплоотдачи. [c.215]

Таким образом, в случае турбулентных течений сложное движение континуума, моделирующего дискретную среду, вторично осредняется и при этом возникают проблемы составления полной системы уравнений для определения средних характеристик движения и проблемы изыскания способов экспериментального измерения осредненных характеристик движения. В теории турбулентности, в противоположность ранее рассмотренным разделам гидромеханики, нет и, видимо, не может быть единого подхода к исследованию всевозможных задач для изучения различных классов движений жидкости предложены различные теории турбулентности. В настоящее время разработаны различающиеся между собой теории турбулентных течений в трубах, в атмосфере, в спутной струе реактивного двигателя и во многих других случаях. [c.247]

А л а д ь е в И. Т. Экспериментальное определение локальных и средних коэффициентов теплоотдачи при турбулентном течении жидкости в трубах. -Изв. АН СССР. Сер. ОТН, 1951, № 11, с. 1669 -1681. [c.192]

Течение в переходной области не является стабильным. Турбулентность появляется в некоторой части пограничного слоя, затем турбулентно текущая жидкость уносится потоком. Смена ламинарных и турбулентных состояний течения происходит через неравномерные промежутки времени. Такое перемежающееся течение характеризуют коэффициентом перемежаемости . Коэффициент перемежаемости указывает, какую долю некоторого промежутка времени в определенной области жидкости существует турбулентное течение. Следовательно, коэффициент (0=1 означает, что течение все время турбулентное, а коэффициент <в = 0 показывает, что течение все время ламинарное. Таким образом, граничные значения л кр и х р2 приобретают характер осредненных во времени значений. [c.191]

Для дозвукового и сверхзвукового турбулентного течения воздуха в трубе местный коэффициент восстановления температуры может быть определен по формуле [Л. 131] , [c.252]

При расчете средней теплоотдачи турбулентного течения нужно учесть, что в верхней части стенки на ламинарном участке уже образовался определенный слой конденсата. [c.276]

При анализе температурных полей в твэлах широко используются также методы электромоделирования [3.14, 3.20]. Метод конечно-интегральных преобразований, примененный в [3.13] для решения задачи при турбулентном течении жидкости в круглой трубе, является наиболее универсальным и может быть обобщен для каналов произвольной формы. В каждом конкретном случае определение ядра этого преобразования является достаточно трудной задачей и, как правило, не решается аналитически. При малых длинах тепловой релаксации можно получить довольно простые соотношения, которые при некоторых допущениях применимы также при течении химически реагирующих газов [3.20]. [c.86]

Влияние магнитного поля на теплообмен при турбулентном течении связано с двумя гидродинамическими эффектами эффектом гашения турбулентных пульсаций и эффектом Гартмана. Продольное поле вызывает гашение турбулентных пульсаций и переход от более заполненного турбулентного профиля к профилю, менее заполненному, приближающемуся с увеличением числа Гартмана к параболическому. Оба эффекта снижают интенсивность теплообмена. Причем это снижение будет заметным только в определенной области чисел Рейнольдса. В области малых чисел Рейнольдса главную роль будет играть молекулярная теплопроводность конвективный механизм дает незначительный вклад в теплообмен. В области больших чисел Рейнольдса отношение электромагнитных сил к инерционным уменьшается, что приводит к уменьшению влияния поля на гидродинамику и теплообмен. Результаты исследования тепло- [c.78]

При турбулентном течении под с,- следует понимать мгновенное значение скорости потока. Но к такому точному толкованию турбулентного течения надо подойти, понимая под с,-, q и прочими величинами определенным образом усредненные их значения, на которые накладываются отклонения от этих средних значений. Если стать на такие позиции, то следует еще дополнить уравнение (306), так как тогда к напряжению трения, обусловленному вязкостью, добавится еще напряжение, характеризующее турбулентный перенос (турбулентное трение). Обозначим через с переменную во времени часть скорости потока, которая накладывается на С . Пусть q есть переменное во времени отклонение плотности, накладывающееся на Q. Тогда ij — компоненты турбулентного напряжения трения — будут иметь среднее по времени значение (Q + Q ) с. с., что с хорошим приближением может быть принято равным Q . ., так как практически q очень мало. Следовательно, для турбулентного течения уравнение (306) примет вид [c.169]

Для замыкания системы уравнений, описывающих турбулентное течение в пучках витых труб, в книге предлагается использовать экспериментально определенные коэффициенты тепломассопереноса (турбулентной диффузии и теплоотдачи). Для их определения были разработаны методы экспериментального исследования и созданы специальные экспериментальные установки, учитывающие специфику измерения быстро-меняющихся параметров. На этих же установках были экспериментально обоснованы модель течения и методы расчета процессов стационарного и нестационарного тепломассопереноса. [c.5]

Три рассмотренных выше коэффициента связаны с процессами молекулярного переноса. При турбулентном течении определения этих коэффициентов остаются в силе, но сами коэффициенты входят в зависящие от времени члены дифференциальных уравнений, не поддающихся простому математическому анализу. Математически проще постулировать довольно грубую модель процесса турбулентного переноса, приводящую к ураз-нениям для касательного напряжения и потоков тепла и вещества, по форме аналогичным соответствующим уравнениям для молекулярного переноса. Появляющиеся при этом коэффициенты турбулентного переноса имеют ту же размерность, что и коэффициенты молекулярного переноса. Однако если коэффициенты молекулярного переноса являются физическими свойствами среды, то коэффициенты турбулентного переноса зависят от гидродинамических характеристик течения. Более подробное рассмотрение механизма турбулентного переноса отложим на будущее. [c.32]

Для чисто вязких жидкостей имеются удовлетворительные корреляции [22] для падения давления при турбулентном течении в круглых трубах. Обобщенное число Рейнольдса определяется так, чтобы данные по ламинарному течению на графике коэффициент трения — число Рейнольдса лежали на ньютоновской линии (см. ypaBHejane (2-5.25)). В турбулентном течении коэффициент трения оказывается зависящим как от числа Рейнольдса, так и от параметра п , определенного уравнением (2-5.13), и оценивается но уровню касательного напряжения на стенке. [c.280]

Современное состояние вопроса общего математического описания дисперсных систем нельзя признать до-статочло удовлетворительным, несмотря на растущий интерес к этой проблеме. Каж травило, в работах, шо-священных этому вопросу, фактически используется феноменологический подход к исследованию дисперсного потока в целом. Идея условного континуума п03(В0Ляет полностью использовать математический аппарат механики сплошных сред, но несет с собой погрешности физического порядка тем более существенные, чем значительней макроднскретность системы. Системы таких уравнений, полученные рядом авторов как общие, все же не охватывают класс дисперсных потоков во всем диапазоне концентраций (вплоть до плотного движущегося слоя). Они не учитывают качественного изменения структуры потока и в связи с этим изменения закономерностей распределения частиц, появления новых сил (например, сухого трения), изменения с ростом концентрации (до предельно большой величины) условий однозначности и пр. В основном большинство работ посвящено турбулентному течению без ограничений по концентрациям, хотя при определенных значениях р наступает переход к флюидному транспорту, а затем — плотному слою. Сама теория турбулентности применительно к дисперсным потокам находится по существу в стадии становления (гл. 3). Наиболее перспективные методы — статистические (вероятностные) применяются мало, по-видимому, в силу недостаточной изученности временной и пространственной структур дисперсных систем Общим недостатком предложенных систем уравнений является их незамкнутость, которая объясняется отсутствием конкретных данных о тензорах напряжений и [c.32]

Физический механизм энергоразделения формулируется в рамках модели микрохолодильных циклов (116, 140, 155], согласно которой некоторые турбулентные частицы газа (турбулентные моли [153]), сохраняя в течение определенного промежутка времени т свою индивидуальность, претерпевают радиальные турбулентные смешения, при этом соответственно адиабатно сжимаясь или расширяясь (в зависимости от направления движения) в поле высокого радиального градиента давления и таким образом передают тепло из приосевой зоны низкого давления в периферийную область более высокого давления (рис. Ъ.П,а,б). [c.122]

Фултона [18], Шспера [19] и Ван-Демтсра [20] ). Строгое теоретическое рассмотрение сложного турбулентного течения газа, которое имеет место в вихревой трубе, является чрезвычайно трудной задачей, особенно в связи с тем, что профиль скоростей потока внутри трубы экспериментально пока еще не определен. Однако качественно эффект охлаждения можно объяснить следую-п им образом. Вращающийся поток воздуха внутри трубы создает в радиальном направлении градиент давления, возрастающий от оси к стенке трубы. Влияние турбулентности на такое ноле давлений выражается в адиабатическом перемешивании. Это приводит к созданию адиабатического распределения температур, при котором более холодный газ оказывается в области, расположенной вблизи оси трубы. Однако вследствие теплопроводности, приводящей к уменьшению градиента температур в радиальном направлении а также непостоянства значений угловой скорости в разных местах трубы адиабатическое распределение полностью осуществлено быть не может. Ван-Демтор описывает последний эффект следующим образом Если угловая скорость непостоянна, то вступает п действие другой механизм, приводящий к возникновению потока механической энергии в радиальном направлении наружу. Вследствие турбулентного трения (вихревой вязкости) внутренние слои жидкости или газа стремятся заставить внешние слои двигаться с той [c.13]

Если скорость данной жидкости ири определенных размерах трубы превышает некоторую величину, критическое значение, тю течение становится неустойчивым, теряет ламинарньп) характер и переходит в турбулентное. При этом скорость в каждой точке по тока изменяется все время хаотически. Турбулентное течение — наиболее распрострапсиный в природе вид движения жидкостей и газов движение воды в трубах и каналах, в реках и в морях, течение около. твижущихся в жидкости или газе твердых тел, движение воздуха в земной атмосфере и газа в атмосферах Солнца II звезд, в межзвездных туманностях и т. и. [c.145]

Это соотношение хорошо описывает результаты многочисленных экспериментальных исследований турбулентного течения в шероховатых трубах. В этом случае величина В является функцией безразмерной величины hvjv, которая может рассматриваться как число Рейнольдса, составленное из абсолютной шероховатости и динамической скорости (рис. 6.42). Так как по определению v — WP, то, используя условие постоянства числа Рейнольдса на границе ламинарного подслоя (125) и линейный [c.357]

Система уравнений (1.114) в совокупнсх ти с граничными условиями (1.113), (1.115)...(1.121) описывает многокомпонентный ламинарный пограничный слой на химически активной поверхности. Гра-ничные условия сформулированы с учетом пиролиза вещества и образования на поверхности обтекаемого тела слоя кокса. Сформулированная задача имеет достаточно общий характер. Здесь в пограничном слое рассматривается ламинарное течение. Можно рассмотреть и турбулентное течение, приняв определенную модель турбулентного переноса как наиболее простую можно использовать модель полных коэффициентов переноса. [c.60]

В настоящее время теоретически достаточно полно исследованы условия возникновения первой области, т. е. условия устойчивости ламинарного пограничного слоя. Результатом этого исследования является определение теоретического критического числа Рейнольдса (предела устойчивости). Знание этого числа еще не дает возможности указать начало развитого турбулентного течения, т. е. положение точки перехода и соответствующее значение критического числа Рейнольдса. Проблема эта изучена недостаточно полно, и в последнее время особенно широкое развитие получили различные методы исследований перехода в аэродинамических трубах, при помощи которых получена достаточно обширная информация о возникновении турбулентности. Найденное при таких исследованиях положение точки перехода принято обычно характеризовать экспериментальным критическим числом Рейнольдса. Несмотря на известную ограниченность, расчетные методы теории устойчивости имеют большое практическое значение. Они позволяют сравнивать ламинарные пограничные слои с точки зрения возникающих явлений, обусловливающих переход в турбулентное состояние, определять вид обтекаемой поверхности, обеспечивающий сохранение устойчивого ламинарного течения (ламинаризированные профили), отыскивать условия такого сохранения другими методами (в частности, при помощи отсоса пограничного слоя). [c.89]

В результате исследований теплоотдачи при турбулентном течении глинистых растворов в вертикальной трубе круглого поперечного сечения, проведенных в институте теплофизики АН УССР, была получена формула для приближенного определения коэффициента теплоотдачи. [47] [c.306]

В основе приближенных полуэмпири-ческих теорий турбулентного тепло- и массообмена лежат эмпирические гипотезы, связывающие кажущиеся вязкость и теплопроводность с осредненными во времени скоростями и температурами. Каждая из таких теорий содержит опытные константы и может быть использована для расчета определенного вида турбулентного течения. В настоящее время с помощью вычислительной техники на основе результатов непосредственных измерений турбулентных пульсаций изучаются различные модели турбулентности, позволяющие получить более детальную информацию о локальной структуре турбулентных течений. [c.117]

Нольде Л. Д., Определение теплоотдачи и гидравличе ского сопротивления при турбулентном течении жидкости в круглой трубе, изд. МЭИ, 1961. [c.294]

Турбулентное течение существенно отличается от ламинарного. На рис. 4-9 показана осциллограмма колебаний скорости в определенной неподвижной точке турбулентного потока, имеющего неизменную среднюю скорость течения. Мгновенная скорость пульсирует около некоторого среднего во времени значения. Помимо показанного на графике рис. 4-9 изменения абсолютной величины w происходит еще и изменение направления мгновенной скорости. Отклонение мгновенной скорости ш от средней во времени w назыйают пульса-циям скорости или пульсационнымискоростями w. При этом w = w- - w. Таким образом, турбулентное движение состоит как бы из регулярного течения, описываемого осредненными значениями скоростей, и из наложенного на него хаотического пульсационного течения. [c.143]

Подробные экспериментальные исследования гидравлического сопротивления ртути при ее течении в трубах проводились в СССР начиная с 1934 г. На рис. 3.1 показаны результаты определения коэффициента сопротивления при течении ртути в гладкой стеклянной трубке, полученные С. Н. Сыркиным. Опыты проведены в области вполне развитого турбулентного течения, и результаты не обнаруживают заметного отклонения от [c.38]

При высокочастотных колебаниях, как отмечалось выше, может наблюдаться взаимодействие между регулярными колебаниями и турбулентными. Поэтому для анализа гидродинамики колеблюш,ихся потоков важно знать основной (минимальный) период турбулентных колебаний. Для определения основного периода колебаний воспользуемся моделью турбулентного течения, основанной на нестабильности вязкого слоя [30]. Согласно этой модели течение вязкого слоя является нестабильным процессом, в котором вязкий слой периодически нарастает, а затем распадается. Таким образом, неустойчивый вязкий слой ограни- [c.208]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...