Турбулентность пристеночная

Таким образом, для расчета турбулентных пристеночных течений суш ествуют модели различной степени сложности. Однако все они содержат эмпирическую информацию, задача исследователя разработать модель, где эмпирическая информация носила бы универсальный характер. [c.55]

При течении струи вдоль стенки на акустические эффекты, которыми сопровождаются движения частиц, оказывают влияние силы трения. В турбулентном пристеночном пограничном слое наличие градиента скоростей приводит к усилению возмущений, являющихся источниками звуковых сигналов. Звуки, генерируемые струей, усиливаются при пристеночном течении также вследствие отражения их от стенок [30, 47]. [c.434]

Интегрируя (8.10), получим универсальный закон распределения скоростей в турбулентном пристеночном течении [c.147]

Турбулентный поток в трубе по структуре поля осредненных местных скоростей можно условно разделить па две части на основной поток, имеющий сравнительно небольшое уменьшение у с ростом радиуса г от нуля (турбулентное ядро потока), и на пристеночный кольцевой слой малой толщины 6 (см. рис. 22), где имеет место большой отрицательный градиент скорости и интенсивное ее уменьшение до нуля. Этот слой иногда называют пограничным слоем в трубе или пограничной пленкой. [c.84]

Реальная физическая задача об обтекании заданного тела, разумеется, однозначна. Дело в том, что в действительности не существует строго идеальных жидкостей всякая реальная жидкость обладает какой-то, хотя бы и малой, вязкостью. Эта вязкость может практически совсем не проявляться при движении жидкости почти во всем пространстве, но сколь бы она ни была мала, она будет играть существенную роль в тонком пристеночном слое жидкости. Именно свойства движения в этом (так называемом пограничном) слое и определят в действительности выбор одного из бесчисленного множества решений уравнений движения идеальной жидкости. При этом оказывается, что Е общем случае обтекания тел произвольной формы отбираются именно решения с отрывом струй (что фактически приводит к возникновению турбулентности). [c.34]

От линии отрыва отходит, как мы знаем, уходящая в глубь жидкости поверхность, ограничивающая область турбулентного движения. Движение во всей турбулентной области является вихревым, между тем как при отсутствии отрыва оно было бы вихревым лишь в пограничном слое, где существенна вязкость жидкости, а в основном потоке ротор скорости отсутствовал бы. Поэтому можно сказать, что при отрыве происходит проникновение ротора скорости из пограничного слоя в глубь жидкости. Но в силу закона сохранения циркуляции скорости такое проникновение может произойти только путем непосредственного перемещения движущейся вблизи поверхности тела (в пограничном слое) жидкости в глубь основного потока. Другими словами, должен произойти как бы отрыв течения в пограничном слое от поверхности тела, в результате чего линии тока выходят из пристеночного слоя в глубь жидкости. (Поэтому и называют это явление отрывом или отрывом пограничного слоя.) [c.231]

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]

Универсальный закон распределения скоростей в такой форме был предложен Л. Прандтлем и Т. Карманом /186/. В полуэмпирической теории пристенной турбулентности установлено, что универсальный закон распределения скорости, или пристеночный закон турбулентности, является логарифмическим и имеет вид/124, 135, 173, 261/ [c.77]

В непосредственной близости к стенке существует вязкий подслой, в котором молекулярная вязкость существенно превосходит турбулентную и потому > а . Толщина вязкого подслоя составляет 0,001. .. 0,01 толщины всего турбулентного слоя. Далее следует зона логарифмического профиля, которая вместе с вязким подслоем и переходной областью образует пристенную область. В этой области, составляющей около 20 % толщины пограничного слоя, накапливается главная часть его пульсационной энергии. Это означает, что в пристенном пограничном слое турбулентность генерируется главным образом вблизи стенки в области гораздо более узкой, чем вся толщина пограничного слоя. Закономерности, описывающие течение в пристеночной области, часто называют законом стенки . [c.367]

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]

Рис. 1.2. Профиль скорости в пристеночной области пластины при турбулентном режиме

Решение при ламинарном режиме у стенки показано кривой 1, это решение хорошо согласуется с опытными данными непосредственно у стенки, с удалением от стенки различие между кривой 1 и опытными точками увеличивается. Лучшее соответствие достигается, если часть профиля скорости непосредственно у стенки описывать формулой (1.85), часть, удаленную от стенки,—формулой (1.84). В этом случае расчетный профиль скорости, показанный на рис. 1.2 сплошными линиями, содержит точку излома и состоит из двух частей одна соответствует ламинарному режиму течения, вторая — турбулентному. Подобный подход соответствует разделению пристеночного течения на две области ламинарный подслой и турбулентное ядро. В ламинарном подслое течение определяется молекулярным переносом, в турбулентном ядре — молярным (турбулентным) переносом. В этой модели, называемой двухслойной, переход от ламинарного подслоя к турбулентному ядру осуществляется скачком при некотором значении величины [c.46]

Изложим подход, основанный на введении полных коэффициентов переноса учитывающих одновременно и молекулярный и молярный переносы во всей пристеночной области. Ограничимся вначале рассмотрением только уравнения сохранения количества движения. Рассмотрим полную вязкость турбулентного потока, являющуюся суперпозицией молекулярной (ламинарной) вязкости и молярной (турбулентной) вязкости. Очевидно, вблизи стенки полная вязкость должна переходить в молекулярную вязкость, вдали от стенки — в турбулентную вязкость. Учитывая это, определим полную вязкость формулой [c.47]

Если рассмотреть плоское установившееся турбулентное течение и предположить, что порождение уравновешивается диссипацией (такое турбулентное течение будем называть равновесным), то из первого уравнения системы (1.107) в пристеночной области получим [c.54]

Исследования показывают, что течение жидкости на некотором удалении от поверхности тела турбулентное. Можно ли утверждать, что такое же течение имеется и в пристеночной области [c.10]

Такое утверждение неправильно. Непосредственно в пристеночной области около обтекаемой поверхности поток ламинарный (рис. 1.16). Здесь турбулентное течение образоваться не может, так как стенка препятствует макроскопическому перемешиванию в соседних слоях. Эта область пограничного слоя называется ламинарным подслоем. [c.20]

Вдув газа в турбулентный пограничный слой применяется главным образом для предотвращения отрыва потока от обтекаемой поверхности, поскольку это явление в ряде случаев нежелательно. Вдув в первую очередь вызывает изменение пристеночного течения, поэтому может использоваться как средство уменьшения трения и теплопередачи. [c.460]

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]

В действительности такой резкой границы между пристеночным подслоем ламинарного движения и областью турбулентного движения не существует. С физической точки зрения весь поток следует разделить по вертикали к пластинке на три области [c.271]

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]

Добавляя в пристеночную область турбулентного потока воды или воздуха (жидкости или газа) соответствующим образом подобранные частицы, можно, как показывает эксперимент, существенным образом (на 60—80%)снизить гидродинамическое сопротивление. Заметим, что введение таких частиц в струи, след и другие потоки свободной турбулентности (в которых нет стенок) также сильно влияет на их структуру, например пожарная струя делается более компактной и более дальнобойной и пр. [c.344]

Ранее рассматривались задачи, относящиеся к турбулентному движению вдоль твердых стенок или к так называемой пристеночной турбулентности. В технике имеются потоки, относящиеся к области свободной турбулентности, главная особенность которой — полное отсутствие стенок, ограничивающих течение жидкости. [c.348]

Указанные изменения прежде всего проявляются в близкой к стенкам, ограничивающим поток, весьма малой по толщине области пограничного слоя. Снижаются пристеночные поперечные пульсации скоростей и давлений, и это оказывает решающее влияние на общий уровень турбулентности и поведение всего потока в целом. При этом уже при нескольких миллионных долях полимера по отношению к растворителю достигается значительное уменьшение гидравлического сопротивления. [c.158]

Томас Л. К- Теория турбулентного пограничного слоя, основанная на модели возобновления турбулентности в пристеночной области.— РТК, 1975, т. 13, № 1, с. 42—47. [c.315]

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]

В заключение следует подчеркнуть, что нельзя смешивать понятие пограничного слоя и пристеночного слоя, о котором речь шла в 39, когда рассматривалось явление вблизи стенок трубы. Там по всей толщине потока течение формируется по законам турбулентности, свойственной внутренней задаче, а граница пристеночного слоя определяется особенностями распределения продольных пульса- [c.301]

Изучение турбулентного течения показало, что к стенке русла (трубы) примыкает заторможенный ею весьма тонкий слой жидкости, называемый пристеночным слоем. [c.56]

Турбулентное течение газов обладает следующим важным свойством. Представим себе стационарное турбулентное течение газа по трубке, сечение которой медленно меняется по длине, а числа Рейнольдса весьма велики. В этом случае скорость, плотность и другие величины, характеризующие течение, будут практически одинаковы во всех точках одного и того же сечения трубы, перпендикулярного к ее оси, и лишь в очень тонком пристеночном слое будут претерпевать значительное изменение. [c.265]

Экспериментально было установлено, что введением в движущуюся вблизи тела жидкость весьма малых (до сотых долей процента) количеств специальных полимерных веществ (присадок) можно значительно повлиять на движение жидкости в пристеночном слое и уменьшить сопротивление трения на стенках трубы. Добавление присадок в столь малых количествах фактически не изменяет плотности и вязкости жидкости и не сказывается заметно на распределении скорости в ламинарном движении при малых значениях чисел Рейнольдса, но может влиять на свойства турбулентного движения вблизи обтекаемых стенок. Поэтому ясно, что в этом случае принятая до сих пор теория движения вязкой жидкости Навье — Стокса нуждается в существенных видоизменениях. Можно вполне определенно сказать, что в некоторых областях при турбулентных движениях могут проявиться некоторые свойства среды, которые несущественны для описания ламинарных движений. [c.246]

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]

Поток жидкости, движущейся вдоль поверхности твердого тела, при определенных числах Re становится турбулентным в пристеночном слое. Возникновение вибрации обтекаемого тела в этом [c.170]

Пусть парообразование в трубе происходит в условиях развитого пузырькового кипения (жидкость смачивает стенку). Тогда изменение в некотором диапазоне скорости движения, как известно (см., например, [Л. 441), слабо сказывается на интенсивности теплообмена, так как в этих условиях изменение турбулентности потока мало влияет на возмущения пристеночного слоя, вызываемые энергичным образованием и отрывом пузырьков пара. Коэффициент теплоотдачи при пузырьковом кипении в большом объеме, а также при движении внутри трубы в условиях естественной циркуляции может быть представлен зависимостью вида л = Aq1 [Л. 26]. Имея в виду сказанное выше о режиме кипения, воспользуемся этой формулой для рассматриваемого случая. Связь между элементарным количеством тепла dq и параметрами среды выразим через соотношение (1-5 ) [c.210]

При низкочастотных колебаниях влияние их на структуру турбулентных потоков, вероятно, осуществляется посредством изменения профиля средней скорости в пристеночной области течения. В этом случае для качественного анализа могут быть использованы нестационарные уравнения Рейнольдса. Следует отметить, что только при сравнительно низкочастотных колебаниях возможно использовать метод осреднения турбулентных пульсаций по минимальному периоду их возмущений, который в данном случае много меньше, чем период основных регулярных колебаний. Для несжимаемой жидкости в случае плоскопараллельного нестационарного течения уравнение движения Рейнольдса имеет вид [c.184]

В работе Леви [2.65] для двухфазной среды использовалось касательное напряжение в турбулентной пристеночной бласти в приближении Дейслера [c.60]

К подобию неразвитых турбулентных пристеночных течений. Инж.-физ. ж., 37, JSTo 6, 1007—1011. [c.630]

Турбулентность пристеночная, бссслойная схема 741, 745 --. двухслойная схема 719 [c.903]

Отсюда можно сделать вывод, что при больших числах Рейнольдса падение скорости до нуля будет происходить почти полностью в тонком пристеночном слое жидкости. Этот слой носит название пограиичиого и характеризуется, следовательно, наличием в нем значительных градиентов скорости. Движение в пограничном слое может быть как ламинарным, так и турбулентным, Здесь мы рассмотрим свойства ламинарного пограиичиого слоя. Граница этого слоя не является, конечно, резкой, и переход между ламинарным движением в нем и в основном потоке жидкости происходит непрерывным образом. [c.223]

Толш,ина пограничного слоя растет вниз по течению вдоль обтекаемой поверхности (закон этого возрастания будет найден ниже). Это объясняет, почему при течении по трубе логарифмический профиль имеет место вдоль всего сечения трубы. Тол-ш,ина пограничного слоя у стенки трубы растет, начиная от входа в трубу. Уже на некотором конечном расстоянии от входа пограничный слой как бы заполняет собой все сече]1ие трубы. Поэтому если рассматривать трубу как достаточно длинную и не интересоваться ее начальным участком, то течение во всем ее объеме будет того же типа, как н в турбулентном пограничном слое. Напомним, что аналогичное положение имеет место и для ламинарного течения по трубе. Оно всегда описывается формулой (17,9) роль вязкости в нем проявляется на всех расстояниях от стенки и никогда не бывает ограничена тонким пристеночным слоем жидкости. [c.252]

Однако в полуэмпирической теории турбулентности в пристеночном законе распределения скорости минимум два постоянных коэффициента, в том числе константа Праидтля-Кармана % и вторая постоянная С, определяются из результатов экспериментов. [c.77]

Механизм этого явления еще не вполне ясен. Уст.чповлено, что добавки полимеров с высоким молекулярным весом изменяют струк-туру турбулентного потока вблизи стенок. Длинные молекулы полимеров, вытягиваясь в нити и располагаясь в виде подвижной сеткн вдоль плоскости течения в пристеночной области, снижают поперечные составляющие турбулентных пульсаций скорости, что приводит к сннжеишо потерь напора на трение. [c.197]

Рис. 97. Схема течения турбулентного потока вблизи стенки по И. К. Никитину а — толщина пристеночного слоя больше выступов шероховатости б — толщина пристеночного слоя примерно равна выступам шероховатосги.

Т е п л о в А. В. 0-толщине пристеночного слоя в турбулентных потоках. Изд-во ЛИИЖТ, 1970. [c.204]

Влияние магнитного поля на ламинарное течение между двумя неподвижными плоскостями показано на рис. 3.26. Как видно, с увеличением числа Гартмана профиль скоростей становится все более пологим в ядре потока, а сопротивление течению соответственно возрастает вследствие увеличения градиента скорости в пристеночной области. При переходе к турбулентному течению в некоторой области значений чисел Рейнольдса обнаруживается эффект подавления турбулентности, на который впервые обратили внимание Гартман и Лазарус. [c.63]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...