Напряжения касательные, их работа турбулентные

В работе ([38], ч. 2) приведены результаты исследований структуры турбулентного пограничного слоя, которые позволили получить профили продольной и поперечной составляющих скорости, измерить интенсивность турбулентных пульсаций и касательных напряжений, а также провести спектральный анализ течения на плоской проницаемой пластине при вдуве воздуха. Измерения проводились в дозвуковой аэродинамической трубе со скоростью потока в рабочей части 10 м/с. Параметр вдува перед пористым участком длиной 1030 и щириной 400 мм изменялся в диапазоне 0,05 с [c.461]

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]

В ранних работах по теории пути перемешивания Прандтлем и Карманом было показано, что в непосредственной близости от стенки профили средних скоростей потока с турбулентным касательным напряжением могут быть описаны в форме, известной как закон стенки [c.138]

Так как градиент температуры в пограничном слое изменяется непрерывно, необходимо проанализировать место стыка ламинарного температурного подслоя и ламинарного гидродинамического подслоя. Если величину ср, которая соответствует толщине первого из этих двух слоев, обозначить, то связь между определенным выше ср и ср может быть определена в случае несжимаемой жидкости из следующих соображений. Обозначим действительную толщину ламинарного гидродинамического подслоя через причем в точке, лежащей на границе двух подслоев и имеющей координату У, отношение между тангенциальным турбулентным касательным напряжением и тангенциальным ламинарным касательным напряжением достигает определенной величины, которая обозначается через а. Тогда, как показано в работе [5], имеет место равенство [c.321]

Работу вязких и турбулентных напряжений смеси выразим через парциальные работы касательных напряжений компонентов. Она, очевидно, для единицы объема смеси будет равна [c.31]

При развитии пограничного слоя в условиях неблагоприятного градиента давления эффект восстановления давления в потоке проявляется в меньшей степени. Максимальное касательное напряжение, которое теперь наблюдается в пограничном слое на некотором расстоянии от стенки, увеличивается растут также и генерация турбулентности и диссипация энер(ГИ . Поэтому полная работа сил сопротивления в потоке увеличивается. Хотя при этом и происходит уменьшение касательных напряжений на стенке (как свидетельствует об этом снижение С/), суммарное лобовое сопротивление тела, слагающееся как из сопротивлений трения, так и из сопротивления давления, возрастает. [c.277]

Имеющиеся экспериментальные и теоретические работы показывают, что величина диссипации энергии не зависит от вязкости жидкости, а определяется компонентами движения, вносящими вклад в энергию турбулентных пульсаций и рейнольдсовы напряжения. Другие характеристики приводят напряжения одного направления к достижению условия структурного подобия, при котором пульсации скорости в различных точках потока являются статистически подобными. Исходя из указанных основных положений и учитывая размерности, из уравнения энергии (10-33) можно получить следующую связь между градиентами средней скорости и касательного напряжения [c.340]

Введем выражение для безразмерной работы, выполненной в пограничном слое силами трения, вызванными турбулентными касательными напряжениями т [c.429]

Первое из них основывается на непосредственном применении формул полуэмпирических теорий турбулентности несжимаемой жидкости Прандтля и Кармана при изучении движения газа с большими скоростями. В большинстве работ этого направления используется еще дополнительное допущение о том, что касательное напряжение в пограничном, слое постоянно во всем сечении слоя и равно своему значению на стенке. [c.540]

В работе [244] предложены способы учета касательных турбулентных напряжений по боковым граням элементарных струй. [c.304]

Это уравнение описывает только турбулентную часть потока. Однако, как было указано выше, касательное напряжение г учитывает сумму молекулярной и турбулентной вязкостей (т т +г у. Это уравнение хороито соответствует движению при больших числах Рейнольдса, где преобладающим является турбулентное движение. Однако, при умеренных и малых числах Рейнольдса на общее движение существенное влияние оказывает вязкое движение, которым уже нельзя пренебречь. В некоторых работах это влияние учитывают при помощи так называемых демфирующих членов и т.п. Как известно, вязкое движение, по современным представлениям, описывается через молекулярную вязкость [c.66]

Как бьшо показано в работе [26], при ускорении потока во времени касательное напряжение и турбулентная вязкость у стенки больше квазистационарных значений (рис. 1.5). В ядре потока, наоборот, касательное напряжение меньше квазиста-ционарного значения. Это возможно лишь при уменьшении в [c.36]

Работа, вы полненная в пограничном слое силами трения, рызванными турбулентными касательными напряжениями г, равна [c.309]

В других работах (И. М. Бюргере [30] и Г. Б. Вандер-Хегге-Цейнен [31]) термоанемометром Л. В. Кинга [32] измерялось распределение скоростей непосредственно в пограничном слое, образующемся на продольно обтекаемой пластине. Подобные измерения на пластине проводили М. Ганзен [33] с помощью микротрубки Пито. Позднее оба эти метода применялись неоднократно [27]. Рейхардт [34] предложил тройной зонд с термоанемометрами, который позволял определять колебания скоростей в основном направлении течения, колебания поперечных скоростей и их соотношение. Последнее, разумеется, открывает большие возможности для изучения турбулентного пограничного слоя, где с помощью этого метода можно получить полную картину распределения касательных напряжений. В последнее время интенсивно развивались методы измерения касательного напряжения на стенке, чему посвящены некоторые статьи в данном сборнике. [c.14]

В это уравнение импульсов из опытных данных подставляются однопараметрическое семейство распределений средних турбулентных скоростей, а также эмпирический закон касательных напряжений на стенке. Получаемые отсюда расчетные формулы профилей скорости в пограничном турбулентном слое обладают достаточной точностью. В основу таких расчетов следует положить наиболее точные яа сегодня опытные данные Г. Людвига и В. Тилмана [47J. Этому вопросу посвящены в сборнике работы ряда других авторов. [c.16]

Последние эксперименты Людвига и Тиллмана [3] подтвердили справедливость уравнения (1) для потока в пограничном слое в условиях понижения или повышения давления. В этих опытах касательное напряжение на поверхности определялось косвенным путем из экспериментов по теплопередаче, поэтому эти выводы нельзя признать достаточно убедительными. Однако проведенные независимо экспериментальные работы Клаузера [4], Шубауэра и Клебанова [5] подтвердили общую справедливость закона стенки для этих условий, если, конечно, не слишком строго подходить к анализу измеренных величин турбулентного касательного напряжения. Можно считать, что при низких скоростях турбу- [c.138]

В литературе по пограничному слою эмпирическое соотношение (1) использовалось недостаточно, поскольку в большинстве работ, посвященных анализу потока с турбулентным касательным напряжением, мало обраи алось внимания на дифференциальные уравнения, описы-ваюш ие основной поток. Для стационарного двухмерного потока сжимаемой жидкости, обтекающей поверхность малой кривизны, могут быть записаны следующие уравнения турбулентного пограничного слоя [c.139]

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

Турбулентная пленка. Теория турбулентной пленки была развита в работах Хьюитта [3.19] при использовании приближений теории турбулентного пограничного слоя, в соответствии с которой касательное напряжение т и тепловой поток q могут быть записаны [c.115]

Теоретические исследования. Анализ явлений тепло- и маособмена мохно вести различными путями. В частности, можно воспользоваться моделью течения,предполагающей наличие ламинарного подслоя и турбулентного ядра, сделав определенные предположения о толщине подслоя, распределении по ядру касательного напряжения, длины пути перемешивания, чисел Прандтля и Льюиса так, например, в работе С Збыло принято [c.133]

Если предположить справедливой для любого вида материала теорию максимального касательного напряжения Кулона, то можно было бы сказать, что в жидкости -г не должно превышать определенного максимального значения. В противном случае, поскольку отсутствует какой-либо определенный предел для касательное напряжение могло бы возрастать беспредельно, и вода была бы прочнее стали. В весьма ранней работе (1911 г.) я предположил, что у жидкости есть прочность на сдвиг, так же как и у твердого тела, и когда она превышается, течение становится разрывным, т. е. в случае рис. I. 4 будет обрыв прямой линии, представляюш ей повышение скорости от нуля до V. Отсутствуют какие-либо данные в поддержку этой точки зрения по отношению к простой ньютоновской жидкости, однако Оствальд и Ауэрбах (Auerba h, 1926 г.) утверждают, что в жидкостях, обнаруживающих структурную вязкость, турбулентность наступает задолго до того, как достигается критическая скорость Рейнольдса. Они предполагали, что причиной является внутреннее разрушение структуры системы, которое вызывает появление вихрей таких же, какие появляются при турбулентности. [c.225]

Исследуя движение турбулентных струй в таких условиях И. В. Лебедев использовал в работе [29] выводы теории Л. Пранд-тля о постоянстве в поперечных сечениях струи кинематического коэффициента турбулентной вязкости, определяемого как отношение касательного напряжения на поверхности выделенного элемента потока к градиенту изменения скорости в направлении, нормальном к стенке, умноженному на плотность среды. При этом принимается, что величина указанного коэффициента, сохраняя постоянное значение в каждом данном поперечном сечении струи, меняется от сечения к сечению. Для каждого данного поперечного сечения условно считается неизменным и статическое давление, и на этом основании рассматривается уравнение равновесия выделенного элемента потока с учетом лишь сил, действующих в продольном направлении. При этих упрощающих допущениях выведено дифференциальное уравнение плоского движения элемента среды. Анализ полученного таким образом уравнения привел к заключению о том, что для характеристик течения при заданном отношении (см. рис. [c.173]

В последнее время очень тщательные экспериментальные исследования турбулентных пограничных слоев при наличии градиента давления выполнены Г. Б. Шубауэром и П. С. Клебановым [ ], а также Дж. Лауфером и Ф. Г. Клаузером [ ]. В двух первых работах содержатся, в частности, измерения турбулентных пульсаций скорости, а также коэффициентов корреляции (см. главу XVni). В третьей работе особое внимание уделено тщательным измерениям касательного напряжения. [c.603]

Течение в лобовой части цилиндра, в том числе и в критической точке, может быть описано уравнениями ламинарного пограничного слоя, а пара-1летры на внешней границе определяются на основании анализа потенциального потока (по уравнению Эйлера) [1, 2]. В работе [3] для расчета теплопередачи и касательных напряжений в лобовой критической точке рассмотрено влияние на ламинарный пограничный слой вихревой ячеистой структуры, состоящей из парных вихрей с осями, параллельными образующим цилиндра, с вращающейся каждой парой вихрей в противоположных направлениях. В [3, 4] влияние турбулентности на теплоотдачу рассчитывалось на основании анализа в лобовой точке вихрей Тейлора—Гертлера, которые интенсифицируют теплообмен. В области смешанного обтекания расчетное определение чисел Nu возможно только для ср <[ 70° при дальнейшем увеличении ср возникают явления перехода и отрыва пограничного слоя, и учет этих явлений в теоретическом плане еще недостаточно разработан. [c.4]

Методы теоретического анализа данной проблемы достаточно полно изложены в работах [1—3]. Отметим исследование Н. И. Вулеева [4], который обобщил метод с использованием пути смешения для трехмерного случая. При расчете коэффициентов турбулентного переноса количества движения и тепла в произвольной точке автором учитывается вклад молей, попадающих из всех окружающих точек. Эмпирические постоянные определяются по данным для круглых труб имеющиеся опытные данные о профилях скдростей в каналах сложной формы подтверждают гипотезу об универсальности обобщенного профиля для трубы по нормалям к поверхности канала сложной формы. Концепция применения гидравлического диаметра для продольно-омываемых пучков, особенно для тесного р1асположения труб, в целях обобщения опытных данных не подтверждается, что связано с существенным изменением касательного напряжения по периметру труб. [c.54]

Более трудную задачу представляет собой расчет неавтомодельных пограничных слоев, когда уравнения в частных производных можно проинтегрировать только численно. (Автомодельные решения могут служить хорошей проверкой для численных решений уравнений в частных производных.) Существует обширная литература по этому вопросу, на которой мы не будем останавливаться. Небольшой раздел отведен этому вопросу в книге Шлихтинга [1968]. Блоттнер [1970] дал обзор ссылок по расчету ламинарного пограничного слоя в несжимаемой и сжимаемой жидкости. Ламинарные сжимаемые пограничные слои обсуждаются также в работе Смита и Клаттера [1965]. Патан-кар и Сполдинг [19676] рассмотрели тепло- и массонередачу в турбулентных пограничных слоях несжимаемой жидкости. Для получения решений турбулентного пограничного слоя необходимо (1) выбрать модель турбулентности (или выбрать выражения либо для рейнольдсовых напряжений, либо для длины пути перемешивания Прандтля, либо для вихревой вязкости, или, в наиболее общем случае, записать уравнение для энергии турбулентного движения) (2) вблизи стенки применить локальное решение для течения Куэтта, что обусловлено большими изменениями величин касательных напряжений в турбулентном пограничном слое. В трудах Станфордской конференции (Клини и др. [1968]) приведен обзор работ в этой области по состоянию на 1968 г. [c.451]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...