Внешняя турбулентная область

Во внешней турбулентной области степень турбулентности существенно снижается, коэффициенты переноса становятся постоянными, а профиль скоростей отличен от логарифмического. На рис. ХП1.3 показано изменение безразмерной скорости внутри слоя в зависимости от безразмерной координаты Re, представленной в логарифмическом масштабе. Результаты многочисленных экспериментов, обозначенные кружками, хорошо совпадают вблизи стенки с линейным профилем (ХП1.1), с удалением от стенки с логарифмическим профилем (ХП1.2), а при подходе к внешней границе слоя экспериментальные точки существенно отличаются от логарифмического профиля. [c.329]

Граница между пристеночной областью и внешней турбулентной областью определяется из условия непрерывного изменения турбулентной вязкости по мере удаления от стенки турбулентная вязкость вычисляется ио формуле (8-19) до тех пор, пока не будет выполняться равенство е = ео. Координата точки, соответствующая этому равенству, будет обозначаться ул- [c.215]

Интересно отметить, что если положить UL Ug (т. е. внешняя турбулентная область отсутствует), то [c.251]

Внешняя граница вязкого подслоя является мощным генератором пульсационного движения. Наиболее высокая интенсивность турбулентности наблюдается в пристенной турбулентной области. Если, напри- [c.194]

Наряду с этой очень характерной для переходной области перемежаемостью, являющейся следствием образования внутри пограничного слоя замкнутых турбулентных областей — только что упомянутых облачков или пятен ,— вблизи внешней границы пограничного слоя наблюдается еще другого типа перемежаемость, обусловленная взаимным проникновением сквозь границу пограничного слоя жидких объемов из сравнительно слабо возмущенного внешнего потока в заполненную возмущениями большей амплитуды область пограничного слоя. [c.537]

В пограничном слое движение может быть ламинарным и турбулентным. Иногда внутри пограничного слоя возникают внутренний ламинарный и внешний турбулентный слой. В области начальной точки тела при его обтекании может возникнуть ламинарное, а затем турбулентное движение потока. [c.13]

Отметим, что третий момент распределения колебаний напряжения Рейнольдса обнаруживает сильную отрицательную асимметрию почти по всей толщине пограничного слоя. Четвертый момент значительно выше его значения для теоретического нормального закона, равного 3,0. Значение эксцесса приближается к 10 в полностью турбулентной области и увеличивается до значений, больших 100 в области вязкого подслоя и на внешней границе пограничного слоя, в зоне перемежаемости. Распределение плотности вероятности на двух относительных толщинах пограничного слоя у/Ъ (приблизительно равным 30 и 8) приведено на рис. 16 для двух значений чисел Ree. Из этих двух рисунков видно отклонение закона распределения рейнольдсовых напряжений от нормального закона, характеризующееся подъемом для положительных значений и длинным шлейфом для, отрицательных значений ординат. Кроме того, распределение Ul М2 не следует за распределением своих компонент, которые близки к нормальному закону. Из рис. 16,в и г видно расслоение распределений Mj, Uj и iT ul и, что особенно важно, отклонение распределения напряжений Рейнольдса от нормального закона даже там, где компоненты и 2 обнаруживают близость к нему. Таким образом, на основании выполненных экспериментов можно заключить, что компоненты тензора рейнольдсовых напряжений статистически более связаны, чем образующие их компоненты скорости в отдельности. [c.128]

Состояние теплообмена на стенке характеризуют также пространственно-временные распределения температурного фактора Ке ) (фиг. 8), показывающие общую тенденцию его увеличения вниз по потоку, за исключением области перехода, где характер изменения немонотонен. В то же время темп роста при ламинарном режиме превосходит темп в развитом турбулентном потоке. Со временем локальный пик в распределении смещается вниз по потоку, несколько увеличиваясь по величине. С ростом продольной координаты Ке от этой локальной вершины при х = л следует более резкий провал в значениях и затем медленное увеличение с наименьшим темпом. Пик значений достигается в турбулентной области сначала в начальном сечении т = О и затем повторяется через период во времени. Максимальное влияние колебаний внешней скорости сказывается на распределении температурного фактора в переходной и турбулентной областях течения, где амплитуды его колебаний превосходят соответствующие значения амплитуд ламинарного режима. [c.94]

Значения параметров турбулентности набегающего потока влияют на временные распределения этих параметров на внешней границе пограничного слоя, наибольшим образом в начальной области течения. Рост интенсивности турбулентности смещает вверх по потоку переходную область. Увеличение амплитуды колебаний внешней скорости приводит к количественному росту амплитуд колебаний всех расчетных характеристик вниз по потоку, наиболее интенсивных в турбулентной области, при этом в области перехода отмечаются качественные изменения. Температурный фактор увеличивается вниз по потоку, за исключением области перехода, где его изменения по продольной координате немонотонны. При ламинарном режиме темп роста температурного фактора больше, чем в развитом турбулентном течении. [c.95]

Из уравнения (11.62) следует, что при обтекании полубесконечной пластины скорость жидкости распределена в области б > 2 б// по логарифмическому закону однако, в отличие от рассмотренного ранее случая бесконечной пластины, величины ш и 6/7, входящие в выражение для не постоянны, а представляют собой функции х. Вблизи внешней границы турбулентного пограничного слоя, т. е. при г, близких к б, в выражение для помимо логарифмического члена входят члены, пропорциональные г в степени выше второй, т. е. распределение скоростей приобретает сложный характер. Вследствие этого внешняя граница турбулентного пограничного слоя оказывается размытой. [c.411]

Третье представление. Экспериментальные исследования последних лет /120, 196, 269, 279, 289, 290, 303, 319 - 325, 329, 373, 375/ подтвердили, что пристенное турбулентное движение вблизи твердой стенки является существенно нестационарным и трехмерным. Визуальные наблюдения установили, что существуют выбросы замедленной среды от стенки во внешнюю область движения и вторжение ускоренных частиц из внешней области в пристеночную область. [c.24]

Между пристеночной областью и внешней границей пограничного слоя располагается внешняя область, которая характеризуется относительно небольшой генерацией турбулентных пульсаций и в которой распределение скоростей несколько отклоняется от логарифмического закона. [c.367]

Анализ профилей скоростей и распределения касательных напряжений в турбулентном пограничном слое со вдувом позволил выявить закономерности течения в пристеночном слое. Линейная зависимость касательного напряжения от скорости справедлива лишь в тонкой пристеночной области, толщина которой примерно такая же, как и вязкого подслоя. В турбулентном ядре такая зависимость нарушается, а во внешней части, составляющей примерно 90% пограничного слоя, распределение касательных напряжений носит универсальный характер независимо от интенсивности вдува. Такое свойство консервативности касательных напряжений во внешней части пограничного слоя обусловливает подобие профилей скоростей. [c.462]

При внешнем продольном обтекании пластины и любого другого тела на стенке в непосредственной близости от критической точки всегда будет существовать ламинарный пограничный слой. На некотором расстоянии от критической точки он становится турбулентным. Переход, как правило, совершается в некоторой области однако часто для простоты считают, что переход осу-щ,ествляется в точке. [c.324]

Современными экспериментами показано, что турбулентный пограничный слой по толщине довольно неоднороден. Структура слоя определяется характером стенки обтекаемого тела и свойствами набегающего, или внешнего, потока, поэтому условно всю толщину пограничного слоя можно разделить на две области внутреннюю и внешнюю. [c.327]

Определить, какое давление /> нужно создать перед входом в насадок, чтобы скорость струи в натуре была в два раза больше. При решении принять, что внешняя струя по выходе из насадка сжатия не имеет и течение в насадке происходит в области турбулентной автомодельности. [c.153]

Новейшие исследования не подтверждают наличия у стенки подслоя со строго ламинарны.м течением в ней в действительности турбулентные пульсации существуют и в самой непосредственной близости к стенке. Измерения показывают, что вблизи стенки периодически за счет прилипания частиц жидкости образуется вязкий подслой, который увеличивается под действием сил вязкости, а затем под воздействием турбулентности, господствующей во внешней зоне, быстро разрушается. При разрушении вязкого подслоя происходит интенсивный выброс жидкости во внешнюю зону, причем после разрушения подслоя скорость у стенки оказывается близкой к средней скорости потока. Вследствие прилипания жидкости на стенке снова образуется вязкий подслой, и цикл повторяется. Таким образом, жидкость в подслое периодически обменивается и смешивается с жидкостью други.х областей турбулентного потока. [c.188]

Толщина вязкого подслоя невелика, поэтому касательные напряжения, определяемые только вязкостью, можно считать постоянными и равными напряжению на твердой границе то. В турбулентном слое касательные напряжения определяются в основном турбулентным перемешиванием, влияние вязкости в слое пренебрежимо мало. Невозмущенный поток принято считать безвихревым, так как касательные напряжения на внешней границе пограничного слоя малы. Границы между отдельными областями течения, так же как и внешняя граница пограничного слоя, имеют условный характер, определяемый наперед заданной точностью расчета. [c.245]

Слой жидкости вблизи стенки, где распределение продольных пульсаций и произведение продольных и поперечных пульсаций резко отличается от движения в основном потоке, можно назвать пристеночным. Внешняя граница пристеночного слоя четко определяется указанным изломом. Грубо его толщина бпр может быть найдена по профилю осредненных скоростей, где прямолинейный участок вблизи стенки переходит в криволинейный (рис. 96, а). При малой шероховатости турбулентная вязкость е, определяемая по формуле (189), в пристеночном слое близка к молекулярной вязкости ц при большой шероховатости числовое значение е увеличивается, что и определяет квадратичный закон сопротивления. В промежуточной области имеют значение оба фактора вязкостное трение и трение, обусловленное турбулентными пульсациями. Схематически течение вблизи стенки по И. К. Никитину при малой и большой [c.166]

Внешняя граница турбулентного пограничного слоя непрерывно пульсирует. Это связано с периодическим проникновением масс жидкости внешнего потока, где степень турбулентности может быть невысока, во внешнюю область пограничного слоя. [c.195]

В некоторых случаях для анализа теплопередачи в пристеночном слое движущегося расплава (см., например, 1 и 14) целесообразно рассматривать эффективную теплопроводность как функцию расстояния от внешней границы расплава (х ). Пользуясь методикой [17], примем двухслойную гидродинамическую систему, состоящую из ламинарного подслоя толщиной 5д и турбулентного потока с логарифмическим распределением скорости в пристеночной области. В ламинарном подслое (т.е. при х < 5д) принимаем Хд = X. Вне этого слоя допускаем подобие турбулентной теплопроводности Хх и турбулентной вязкости Их. Можно показать, что в этом случае Хх/Х = (г/гo) fJ где К — коэффициент пропорциональности м . Основное падение температуры происходит в относительно тонком слое жидкости вблизи стенки. Поэтому с небольшой погрешностью примем г/гд = 1. В результате получаем искомую зависимость для слоя х > 5 л [c.53]

Распределение касательных напряжений в пограничном слое на пластине показано на рис. 6.1. Практически турбулентной вязкостью на внешней границе гидродинамического пограничного слоя можно пренебречь, а в области, близкой к поверхности пластины, т = [c.169]

Около оси следа интенсивность турбулентного движения пренебрежимо мала и основной приток энергии происходит за счет конвекции в осевом направлении через основной поток. Диссипация и диффузия турбулентности в противоположном направлении уравновешивают этот приток энергид. На фиг. 36 знак плюс взначает приток энергии, знак минус — ее потерю. Во внешней пограничной области мала не только интенсивность турбулентного движения, но и диффузия кинетической энергии, а также диссипация. Баланс энергии для течения в следе можно записать в виде [741 [c.116]

На местную теплоотдачу влияют степень турбулентности, ее масштаб, число Рейнольдса п шероховатость поверхности. Влияние турбулентности в случае сверхкритического и докритического о.мываний, по дашплм [1], показано на рис. 1.2. Из этих данных в(.fтeкa т, что турбулентность набегающего потока существенно влияет на местную теп. юотдачу в невихревой области (130° > ср 0). При увеличении турбулентности до 15 % теплообмен возрастает в 1.7 раза. В кормовой части, где уровень турбулентности высок, внешняя турбулентность оказывает слабое влияние. [c.5]

В каждом сечении Яе = соп51 кривые числа 81 на фиг. 7, а (Ац = 0.147) имеют гармонический характер для всех режимов течения как распределение внешней скорости, но со сдвигом фазы. При ламинарном режиме амплитуды колебаний 81 меньше, чем при переходном и турбулентном режимах течения. Расчетная поверхность 81 для большего значения Ти = 8.86% начинает отличаться от распределения на фиг. 7, а для Ти = 4.86% в основном в переходной и турбулентной областях. В то же время увеличение амплитуды Ад внешней скорости от 0.147 до 0.352 на фиг. 7,6 отражается не только на росте амплитуды колебаний во времени поверхности 51, но и на качественном изменении в области перехода. [c.94]

Рассмотрим подробнее характер накладывающегося на усредненный поток нерегулярного, пульсационного, движения. Это двил<ение можно в свою очередь качественно рассматривать как результат наложения движений (турбулентных пульсаций) различных, как мы будем говорить, масштабов (под масштабом движения подразумевается порядок величины тех расстояний, на протяжении которых существенно меняется Kopo ib движения). По мере возрастания числа Рейнольдса появляются сначала крупномасштабные пульсации чем меньше масштаб движения, те. 1 позже такие пульсации появляются. При очень больших числах Рейнольдса в турбулентном потоке присутствуют пульсации с масштабами от самых больших до очень малых. Основную же роль в турбулентном потоке играют крупномасштабные пульсации, масштаб которых — порядка величины характеристических длин, определяющих размеры области, в которой происходит турбулентное движение в дальнейшем будем обозначать порядок величины этого основного (или внешнего) масштаба турбулентного движения посредством /. Эти крупномасштабные движения обладают наибольшими амплитудами. Их скорость по порядку величины сравнима с изменениями Ли средней скорости на протяжении расстояний I (мы говорим здесь о порядке величины не самой скорости, а ее изменения, поскольку именно оно характеризует скорость турбулентного движения абсолютная же величина средней скорости может быть произвольной в зависимости от того, в какой системе отсчета рассматривается движение) ). Что же касается частот этих крупномасштабных пульсаций, то они — порядка отношения и/1 средней скорости и (а не ее изменения А ) к размерам /. Действительно, частота определяет период повторяемости картины движения, наблюдаемой из некоторой неподвижной системы отсчёта. Но относительно такой системы вся эта картина движется вместе со всей исид-костью со скоростью порядка и. [c.185]

При мотсматическом моделировании движения жидкого металла В ближний аоне воздействия использовались нелинейные уравнения вязкой теплопроводной жидкости — уравнения Навье-Стокса. Для их численного решения использовался метод Маккормака, хорошо зарекомендовавший себя при решении данного типа задач. Расчеты показали, что под действием внешнего импульсного воздействия в расплаве возникают два типа движения среды регулярные акустические течения, охватывающие достаточно большие области пространства, и турбулентные течения непосредстноньо на фронте кристаллизации, имеющие характер многочисленных мелкомасштабных вихрей. [c.82]

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]

Предполагается, что метод решения дифференциальных уравнений движения должен быть тесно связан с физическими особенностями движения, поэтому в восьмой главе исследуется физическая ка]ртина движения в диффузорах. Рассматривается как движение в диффузоре в целом, так и движение в турбулентном пограничном слое. Показывается, что для внутренней области - вследствие ее консервативности по отношению ко внешним возмущениям - удобно использовать метод последовательных приближений, а для менее устойчивой внешней области - методы типа Бубнова-Галеркина. В последующих главах метод по-зонного решения уравнений пограничного слоя подробно обосновывается. [c.8]

В первой области (О < Ке. <10/ имеет место регулярная картина н ней вихревые движения хотя опреде мются вязкостью, но являются трехмерными и наблюдаются по всей области. Структура движения характеризуется наличием длинных волокон с малой скоростью движения, чередующихся с областями больших скоростей. При вполне регулярной общей структуре волокна непрерывно разрушаются, приводя вначале к волновой конфигурации, а затем внезапно отбрасываются от стенки в область, где, соприкасаясь с внешним потоком, разрушаются, образуя типичную турбулентную беспорядочность. Процесс выброса является неупорядоченным и во времени, и в пространстве, происходит под различными углами от 0 до 26°, но всегда вниз по потоку. Распределение волокон и частота выбросов являются функцией числа Рейнольдса. [c.25]

Течение в переходной области пограничного слоя аналогично течению в переходной области в трубах. Так, наблюдалось, что турбулентность возникает в ограниченных зонах в виде локальных турбулентных пятен, за пределами которых поток сохраняет ламинарную структуру. Турбулентные пятна распространяются вниз по течению и прив-адт к перемежаемости, аналогичной той, которая имеет место нг аереходных режимах в трубах. Наряду с этим на переходных у хтках происходит обмен жидкими объемами между внешним потоком и пограничным слоем через его внешнюю границу, что обусловливает другой тип перемежаемости. [c.363]

Между внешней областью и внешним безвихревым потоком лежит еще одна область, получившая название надслоя. Для нее характерны явления нестационарности и перемежаемости, обусловленной периодическим проникновением в иадслой малотур-булизованных масс из внешнего потока и восстановлением степени турбулентности, присущей пограничному слою. [c.367]

В свою очередь обе области делятся еще на две подобласти собственно турбулентных движений (внутренняя и внешняя) и нетурбулентные внутри — ламинарный подслой и вне — над-слой перемежаемости. В табл. XIII.2 приведены характеристики областей турбулентного пограничного слоя. По структуре слой можно разделить на три области собственно турбулентное ядро (внутреннее и внешнее) подслой и надслой. Никаких резких границ между областями не существует. [c.327]

Область отрывного циркуляционного течения не является изолированной от внешнего потока благодаря механизму турбулентного перемешивания. Тем не менее, массооб-мен тут относительно невелик, что весьма существенно при оценке таких течений с точки зрения аэрации. [c.304]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...