Внутренняя турбулентная область

Внутренняя турбулентная область занимает около 15—20% толщины слоя. В этой области наибольшая степень турбулентности, достигающая нескольких десятков процентов, очень ве- [c.329]

Между турбулентным движением в пограничном слое и в трубе имеются некоторое сходство и некоторое различие. Сходство заключается в наличии ламинарного подслоя и участка с логарифмическим профилем скоростей, вместе составляющих так называемую внутреннюю пристеночную область, которая занимает небольшую часть течения в трубе и в слое течение в ней не зависит от условий течения вдали от стенки. Следовательно, во внутренней пристеночной области никакой разницы между течением в трубе и в пограничном слое не суш,ествует. [c.330]

Одной из основных задач для численных методов решения уравнений Навье-Стокса в ламинарной и турбулентной областях течения можно считать определение коэффициентов местных гидравлических потерь. При решении этой внутренней задачи могут уточняться границы области местных потерь. Априорным определением местного гидравлического сопротивления можно принять такой участок трубопровода (русла), на границах которого распределение скоростей близко к распределению скоростей в бесконечно длинной трубе (равномерное течение). [c.107]

Внешний след. Рассмотрим область х/й > 2—10, где статическое давление только приблизительно в пять раз больше давления в набегающем потоке и энтальпия вдоль линий тока невязкого течения изменяется медленно с изменением статического давления (т. е. градиент энтальпии в направлении потока пренебрежимо мал). Предположим, что число Рейнольдса достаточно велико и характерное время ламинарной диффузии во внешнем следе значительно больше времени перехода основной части потери импульса во внутренний турбулентный след. Предполагается, что внутренний след не влияет на течение во внешнем следе вплоть до границы турбулентного ядра таким образом, распределение энтальпии во внешнем следе можно определить из расчета невязкого течения. [c.170]

Такие масштабы переходных процессов в различных областях течения обусловлены тем, что в окрестности стреловидной передней кромки, ускоряющей переход, при е = 36° ламинарный пограничный слой существует лишь в узкой полосе с шириной, не превышающей 3-4 мм. Согласно экспериментальным данным настоящей работы и исследованиям других авторов [10] ее ширина уменьшается при увеличении угла стреловидности передней кромки. Переход в пограничном слое внутреннего течения области отрыва осуществляется в соответствии с параметрами внутреннего течения и длинами линий тока, измеряемыми от линии присоединения (растекания) [4, 5], Переходные процессы внутри области отрыва могут быть обусловлены также переносом турбулентности из внешних областей течения в окрестности передней кромки, подтверждение чему некоторые приводимые ниже экспериментальные факты. [c.75]

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]

Поэтому все методы снижения сопротивления обычно сводятся к воздействию на внутреннюю область турбулентного пограничного слоя, т. е. на область наиболее существенного изменения скоростей. [c.344]

Во-вторых, осложняющим обстоятельством является наличие границ зерен. Усложнение условий деформации и дислокационной структуры, связанное с границами, рассмотрено в гл. П. Здесь лишь отметим, что приграничные области из-за большей турбулентности скольжения, как правило, характеризуются иными ориентировками, чем внутренние объемы кристаллитов, и большим рассеянием текстуры по сравнению с тем, которая диктуется схемой напряженно-деформированного состояния. [c.280]

Стивенсон Т. Внутренняя область турбулентного пограничного слоя со вдувом. Ракетная техника и космонавтика , [c.210]

Сложнее решается вопрос о значении собственной температуры на главной части поверхности, омываемой быстродвижущимся потоком газа. В пограничном слое, будь то ламинарном или турбулентном, происходит торможение элементов потока из-за действия соответствующих сил трения и, следовательно, имеет место внутреннее тепловыделение. Поскольку в направлении к стенке тепло, по условию, передаваться не может, тепловыделению вследствие трения противостоит теплопроводность (молекулярная или турбулентная) в направлении менее разогретой области, т. е. прочь от стенки. В стационарном состоянии оба взаимно противоположных эффекта компенсируют друг друга в каждой точке поля, обусловливая установление некоторого стабильного профиля температур по внешней нормали к стенке. Чем интенсивнее будет теплопроводность при фиксированной мощности местного тепловыделения, тем меньшей окажется равновесная температура на данном удалении от стенки и, следовательно, на самой стенке. Это рассуждение, как, разумеется, и основное уравнение энергии (4-22), указывает на роль числа Прандтля (отношение коэффициентов кинематической вязкости и температуропроводности) при решении задачи о собственной температуре стенки. На рис. 5-6 приведена для примера расчетная эпюра температур по нормали к продольно обтекаемой воздухом пластине при ламинарном пограничном [c.139]

В гл. 7 были рассмотрены механизм турбулентного переноса импульса и развитие турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости на продольно обтекаемой гладкой поверхности, а в гл. 9 — теплообмен при турбулентном течении в длинных каналах постоянного поперечного сечения. Для расчета теплоотдачи использовалась аналогия между переносом тепла и импульса в турбулентном потоке. В настоящей главе методы аналогии применяются для расчета теплообмена между гладкой поверхностью тела и турбулентным пограничным слоем. Эта задача отличается от внутренней только тем, что при течении в каналах пограничные слои на стенках развиваются независимо лишь до определенного сечения, в котором они смыкаются. Вниз ио потоку от этого сечения течение устанавливается, т. е. безразмер-ные профили скорости и температуры в сечении не изменяются ио длине канала. В этой главе нас интересует область, в которой пограничный слой на поверхности тела развивается. Предполагается, что пограничный слой достаточно тонкий и не взаимодействует с другими пограничными слоями. [c.280]

Таким образом, феноменологическая теория пути смешения может классифицироваться как частный случай более общей теории, использующей уравнения для моментов пульсаций скорости, справедливый лишь в области турбулентного ядра течения. Поэтому для не претендующих на большую точность инженерных расчетов, в которых важно знать профиль осред-ненной скорости хотя бы во внутренней части пристенного течения, предпочтение следует отдать теории Прандтля. Однако для более точных расчетов турбулентного пограничного слоя, особенно когда речь идет о необходимости более или менее детального рассмотрения различных факторов, определяющих картину турбулентного переноса во всей области турбулентного пограничного слоя, использование рассматриваемой теории является, несомненно, оправданным [Л.1-51]. [c.67]

Решение задачи при турбулентном режиме течения показывает, что для определения коэффициента сопротивления можно пользоваться известными уравнениями, полученными для внутренней задачи, в то время как для определения коэффициента, теплообмена вводится поправка в виде отношения Уг/У , указывающая на то, что наиболее интенсивный процесс теплообмена имеет место при малых значениях г и величина его уменьшается по мере возрастания г. Этим объясняется тепловая перегрузка в области г < / . Очевидно, значение / о должно оцениваться на основании экспериментальных данных. [c.280]

Идеи Л. Прандтля, К. Тейлора и А. Н. Колмогорова о существовании некоторых внутренних масштабов турбулентности позволили создать полуэмпирические методы, являющиеся пока единственно оправдавшим себя способом распространения эмпирических сведений в этой области за непосредственные рамки экспериментальных данных. [c.3]

В турбулентных течениях не удается установить простых выражений внутреннего трения. Приходится обращаться к экспериментам. Рейнольдс первый экспериментально определил верхнее критическое значение параметра Re, при котором в трубе устанавливается турбулентное течение, и отметил переходную область между ламинарными и турбулентными течениями. В турбулентных течениях гидравлический коэффициент трения выра- [c.180]

Для внутренней области используется модель турбулентной вязкости Si, [c.108]

Теория гиперзвукового турбулентного следа, разработанная Лизом и Хромасом [6], касается главным образом процесса смешения, который определяет скорости диффузии и охлаждения следа за тупым телом при термодинамическом равновесии. В атой теории рассматривается структура следа за тупыми телами и предлагается упрощенная схема течения во внешней и внутренней частях следа. Граница между этими частями следа считается бесконечно тонкой и предполагается, что расширение границы внутреннего следа зависит только от градиента и величины энтальпии. Кроме того, рассматриваются два предельных вида турбулентной диффузии 1) турбулентность, обладающая локальным подобием , при котором поток в каждом сечении ведет себя как участок автомодельного турбулентного следа с малой скоростью, и коэффициент диффузии пропорционален местной потере количества движения или сопротивлению внутреннего следа на данном участке 2) замороженная диффузия, при которой коэффициент турбулентной диффузии зависит только от начального значения коэффициента сопротивления внутреннего следа в области горла. Если коэффициент диффузии известен, то можно проинтегрировать уравнения турбулентной диффузии для энтальпии и массовой концентрации. Были рассчитаны частные случаи нарастания внутреннего турбулентного следа и проведено сравнение с экспериментальными данными. Кроме того, рассчитан типичный [c.169]

В большинстве работ, посвященных вопросам прохождения звуковых волн через неоднородную среду, она предполагается стащюнарной во времени, что обусловлено медленностью изменения внутренних параметгюв среды в сравнении с временем прохождения через нее звуковой волны [3, 17, 62]. Отдельно следует выделить работы, относящиеся к исследованию флуктуации фазы звуковой волны при прохождении через турбулентную область в газовой или водной среде [51, 90], и работы по рассеянию волн на подвижных шероховатых поверхностях [1], где учитываются пространственные и временные статистические характеристики неоднородностей. Однако существенно отметить, что если среда нестационарна лишь в пространственном отношении (неоднородна), то прошедшая через нее звуковая волна может рассматриваться как нестационарная во времени и в пространстве одновременно. [c.69]

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]

Число Рейно.льдса является критерием подобия для стабилизировавшегося движения. Известны две области полной автомодельности по числу Рейнольдса /83/. Первая из этих областей имеет место при малых числах Рейнольдса Ке < Ке ), т.е. при ламинарном режиме, движения. Эта область автомодельности предопределяется силами внутреннего трения, обуславливаемыми молекулярным движением. Вторая область автомодельности (приближенной) имеет место при больших числах Рейнольдса (Ке т.е. при развитом турбулентном. движе- [c.10]

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]

Аналогичные выводы следуют из анализа результатов исследования массообмена. На рис 9.12 показано изменение относительной функции массообменаё д [см. формулу (8.6)] по углу закрутки 1р (линия 1), найденное опытным путем при испарении пленки воды с внутренней поверхности трубы в закрученный поток. Линия д построена с помощью формулы (8.5) с учетом того, что в закрученном потоке осевая скорость в пристенной области существенно больше среднерасходной, а линия 2 — с учетом того, что в закрученном потоке скорость газа в пристенной области возрастает не только за счет осевой, но и за счет вращательной составляющей скорости. Сравнение опьп ных и расчетных данных показывает, что увеличение интенсивности массоотдачи в закрученном потоке обусловлено не только увеличением скорости газа в пристенной области, но и повьппенной интенсивностью турбулентности и макровихревыми течениями. [c.189]

Воздух и газ поступают в жаровую трубу камеры сгорания через го-релочное устройство. Поток воздуха проходит в зону сгорания, обтекая стабилизаторы, или через зааихрители. При этом образуются циркуляционные области с высокой турбулентностью, которые обеспечивают хо-рошее смешивание воздуха с многочисленными мелкими струями топлива, поступающего во внутренние полости стабилизаторов и выходящего в зоны сгорания через отверстия в торце стабилизатора. После первоначального зажигания топлива запальником образуется общая зона горения, представляющая собой совокупность большого количества малых и коротких факелов, расположенных по концентрическим кольцам, разделенным воздушными прослойками. [c.20]

В линейных средах случайные волновые процессы обязаны существованием наличию шумовых источников, действие к-рых онисывается, напр., случайной ф-цией в правой части волнового ур-нин (5). В нелинейных системах случайные поля могут возникать в результате взаимодействия В. Напр., при одноврем. выполнении резонансных условий для мн. гармонич. нормальных В. возникают сложные многокаскадные взаимодействия, перераспределяющие анергию по спектру вплоть до стохастизации процесса, т, е, образования ансамбля В. со случайными фазами и амплитудами — волновой турбулентности. Для поддержания такого ансамбля в реальной среде с диссипацией необходимы источники энергии — внешние или внутренние. В ряде случаев, однако, источники и стоки энергии действуют в одних областях спектра, а нелинейный обмен энергией между В.— в других (т. н. инерционных интервалах), что существенно облегчает описание волновой турбулентности. Ло-видимому, эго относится, в частности, к онредел, участкам спектра развитого ветрового волнения на морской поверхности, турбулизованной плазмы и др. Стохастич. поведение могут обнаруживать и ансамбли солитонов. Сохраняя структуру, солитоны случайным образом меняют взаимное расположение за счёт многократных взаимодействий между собой и с источником энергии (накачкой). Возможны также случайные ансамбли автоволн. [c.328]

Подведем итог. Исследование гидродинамической системы с двумя сильными разрывами показало, что вырожденный случай прилипания ( = 0) жидкости на внутренних стенках j-области не содержит интересных качественных явлений. Это означает, что проскальзывание жидкости на разрыве физически содержательно са.мо по себе, вне связи с конкретными реологическими свойствами. Для разных реологических моделей жидкости (ньютоновская, нелинейно-вязкая, вязкоупругая) эффект скольжения проявляет себя многофакторным образом. Представленные здесь примеры демонстрируют эволюционные свойства течений с турбулентной вязкостью на фоне эффекта скольжения. В формировании структуры потока ифают принципиальну ю роль два обстоятельства эффект скольжения жидкости вдоль линии сильного разрыва и характер распределения (монотонный либо немонотонный) полных гидродинамических напоров в направлении основного течения. [c.100]

Профили осреднеииой скорости в трубах аналогичны профилям осредненной скорости в пограничных слоях, слегка отличаясь только в деталях. Из рис. 13-6 (Л. 4] и 13-7 Л. 4] можно видеть внутреннюю область применимости пристеночного закона турбулентности и внешнюю область применимости закона дефицита [c.289]

I В области отрыва пограничного слоя, непосредственно на стенке wjdy = = 0. Однако уже на небольшом удалении, во внутренней зоне турбулентного ядра, эта величина имеет вполне существенное значение. [c.15]

Для масштабов впхрей , лежагцих в области Zmm < < (Imm — так называемый внутренний масштаб турбулентности, определяемый вязкостью среды), которую часто называют инерциальной подобластью спектра, функция 5(1, 0) с точностью до постоянной имеет вид ( закон четырех третей ) [c.399]

Продольный и поперечный радиусы корреляции пульсаций скорости в зоне смешения не одинаковы и составляют соответственно 0,1а и 0,04 ж. За областью смешения, после ж = 4 d, имеется зона развитой турб ентности, размеры которой возрастают с х, тогда как убывает как Цх. Отметим, что в работе [23] методом термоанемометра для струи, вытекаюш еи из круглого отверстия, при внутренних числах Рейнольдса Rei mm 800, где Imin — внутренний масштаб поля пульсаций скоростей, т, е. для достаточно больших Ле самого потока, экспериментально исследовано поле турбулентных пульсаций скорости и показано, что достаточно хорошо выполняется колмогоровский вид спектра ( закон /з ). Ряд сведений о турбулентности струи имеется в [24]. [c.414]

Для описания закономерности развития турбулентной вязкости е в данном случае применяется двухслойная модель Себеси-Смита [8], состоящая из внутренней и внешней областей, в которых используются различные законы изменения турбулентной вязкости. [c.108]

Рассмотрим выражение для турбулентной вязкости г. В данном методе принята двухслойная модель турбулентной вязкости е [6], т. е. весь слой условно делится на внутреннюю и внешнюю области. Во внутренней области используется модель турбулентной вязкости Si, основанная на теории пути смешения Прандтля с демпфирующей поправкой Ван-Дрийста и с учетом вдува и шероховатости поверхности. Отличие от модели (6.5) ч-(6.6), представленной в 6.1, состоит в учете нестационарного градиента давления т. е. вместо градиента давления Р+ используется сумма Р+ +Р+. [c.147]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...