Турбулентность причины появления

М. ПРИЧИНЫ ПОЯВЛЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ [c.225]

В данном случае частицы порошка суспензии были заряжены отрицательно. Причиной появления зарядов на частицах в суспензии является электризация частиц трением при их хаотическом перемещении в ацетоне. Это перемещение вызвано двумя силами гравитационными, под действием которых частицы стремятся осесть на дно, и турбулентными, возникающими при работе мешалок. Процесс электризации трением вызывается разделением двойного электрического слоя, когда происходит разрывание контакта между диэлектриками (ацетоном и частицей). Двойной электрический слой возникает на поверхности, как и всегда на границе раздела двух фаз (см. 1 гл. II). [c.73]

Проникновение в атмосферу других планет окажется причиной появления новых задач по изысканию материалов, иных, чем задачи, возникающие при использовании этих материалов на Земле. Например, считают, что атмосфера, окружающая Юпитер, в основном состоит из водорода и гелия, хотя возможно присутствие некоторых количеств метана и аммиака. Может произойти также резкий удар космического корабля об атмосферу этой планеты, в которой, как подозревают, происходит бурное турбулентное движение. Большинство других планет (дальше Марса) также окружено восстановительной атмосферой. Покрытия, которые должны выдержать вхождение с большой скоростью как в окислительную, так и восстановительную атмосферы, должны обладать особыми качествами, не всегда присущими нынешним покрытиям. Атмосфера Венеры богата двуокисью углерода, в результате чего ее теплопроводность меньше, чем атмосферы Земли. Как полагают, атмосфера Марса богата азотом, так что проблемы разогрева при входе в нее те же, что и при входе в атмосферу Земли. [c.280]

Таким образом, при возрастании плотности теплового потока коэффициент теплоотдачи в переходной зоне увеличивается не только за счет появления новых центров парообразования, но и вследствие интенсификации переноса теплоты у каждого центра. Аналогичная ситуация складывается в однофазном потоке в переходной области от ламинарного течения к турбулентному зависимость числа Nu от числа Re оказывается более значительной, чем при развитом турбулентном течении. Причина, по существу, та же — слабый механизм переноса, действующий в ламинарном потоке, с ростом числа Рейнольдса вытесняется более сильным механизмом турбулентного обмена, [c.192]

В дизельных двигателях имеет место кавитационное разрушение гильз цилиндров. Причиной этого разрушения является источник вибрации и ударных волн, распространение последних в жидкости, появление, рост и разрушение полостей. (Особенно опасны полости с большим начальным радиусом). Если принять во внимание влияние насоса как источника зарождающихся кавитационных центров в данном турбулентном режиме, то можно определить профилактические мероприятия по степени их значимости [c.27]

Выпадение осадков в трубах может не только способствовать возникновению турбулентности в потоке, но и служить причиной усиленной точечной коррозии вследствие появления элементов дифференциальной аэрации на тех участках, где затруднен доступ кислорода к поверхности металла. Этот вид коррозии обычно начинается в период остановки оборудования на длительное вре.мя при отсутствии тщательного дренирования охлаждающей воды из конденсатора. Этому способствуют также очень малые скорости движения потока [30]. [c.322]

Исторически первыми научными наблюдениями турбулентного движения были известные, относящиеся к 1883 г. опыты английского физика О. Рейнольдса, в которых он изучал движение воды в круглой цилиндрической трубе. Повышая скорость ламинарно движущейся жидкости, можно было заметить, как на подкрашенную и хорошо видимую вначале прямолинейную струйку начинают накладываться волны, распространение которых вдоль струйки говорит о появлении возмущений в ранее спокойном прямолинейном движении. Постепенно с ростом скорости воды число таких волн и их амплитуда возрастают, пока, наконец, струйка ие разобьется на нерегулярные, перемешивающиеся между собой более мелкие струйки, хаотический характер которых позволяет судить о переходе ламинарного движения в турбулентное. Описанная картина перехода полностью соответствует указанной ранее причине этого перехода. С возрастанием скорости ламинарное движение теряет свою устойчивость-, при этом случайные возмущения, которые вначале вызывали лишь колебания струек вокруг устойчивого их прямолинейного ламинарного движения, быстро развиваются и приводят к новой форме движения жидкости — турбулентному движению. [c.665]

Следует отметить, что в турбулентном потоке среднее время Т, в течение которого призма неустойчива, изменяется непрерывно в зависимости от отношения и р/и. Поэтому в таком потоке существует тенденция к появлению поперечных колебаний и при средних скоростях, меньших критической скорости. По той же причине критическая скорость ветра не может быть так четко выражена, как в гладком потоке. Можно также считать, что практическое влияние пульсации скорости на устойчивость призмы обычно меньше, чем влияние средней скорости потока. Отсюда следует, что в левой части уравнения [c.90]

Гидродинамические и аэродинамические источники вибраций и шумов имеются во всех машинах, где есть потоки жидкости или газа. Основная причина появления звука — неоднородность потока, вызванная периодическим его прерыванием (сирены, компрессоры, вентиляторы), турбулентностью, кавитацией, вихрями и т. д. Неодиородпость образует градиенты скоростей частиц жидкости (газа), вследствие чего возникают местные изменения плотности и давления, которые распространяются в виде акустических волн, излучаясь в воздух и проникая в упругие конструкции. С источниками такого типа можно ознакомиться в работах [30, 31, 81, 270, 324, 331, 337, 381]. [c.11]

Микро- и макроструктур закрученного потока представлякгг особый интерес для понимания физического механизма процессов течения и тепломассообмена. На структуру турбулентного течения существенно влияют особенности радиального распределения осредненных параметров и кривизна обтекаемой газом поверхности. При этом поле турбулентных пульсаций при закрутке всегда трехмерно и имеет особенности, отличающие его от турбулентных характеристик осевых течений [16, 27, 155, 156]. Одно из основных и характерных отличий состоит в том, что в камере энергоразделения вихревой трубы наблюдаются значительные фадиенты осевой составляющей скорости, характеризующие сдвиговые течения. Эти градиенты наиболее велики на границе разделения вихря в области максимальных значений по сечению окружной составляющей вектора скорости. Приосевой вихрь можно рассматривать как осесимметричную струю, протекающую относительно потока с несколько отличной плотностью, и естественно ожидать при этом появления эффектов, наблюдаемых в слоях смешения струй [137, 216, 233], прежде всего, когерентных вихревых структур с детерминированной интенсивностью и динамикой распространения. Экспериментальное исследование турбулентной структуры потоков в вихревой трубе имеет свои специфические сложности, связанные с существенной трехмерностью потока и малыми габаритными размерами объекта исследования, что предъявляет достаточно жесткие требования к экспериментальной аппаратуре. В некоторых случаях перечисленные причины делают невозможным применение традиционных [c.98]

Закрутка потока в каналах способствует повышению интенсивности теплоотдачи по ряду причин за счет увеличения скорости потока относительно поверхности канала, появления вращательной составляющей, повышения уровня турбулентности в потоке и возникновения вихрей Тейлора-Тертлера в непосредственной близости от поверхности теплообмена. [c.188]

Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оказывают, что причинами дополнительных потерь кинетической энергии в реальных проточных частях на влажном паре являются 1) неравновесность процесса расширения в решетках ступени 2) появление скачков конденсации при сверхзвуковых скоростях 3) скольжение, коагуляция и дробление капель в сопловой решетке, зазоре и рабочей решетке 4) увеличение трения в пространственных пограничных слоях на поверхности лопаток, особенно значительное при наличии пленок 5) торможение капельным потоком рабочей решетки 6) специфическая конденсационная нестационарность и генерируемая в процессе конденсации турбулентность 7) увеличение утечек через надбандажные, диафраг-менные и концевые уплотнения 8) нарушение расчетного (оптимального) обтекания профилей решеток отклонение параметров в зазорах от расчетных значений 9) увеличение выходных потерь 10) эрозионные повреждения сопловых и рабочих лопаток. [c.153]

Однако отождествление плавления и разрушения не имеет физического обоснования, поскольку переход металла в жидкое состояние не означает его разрушения, так как силы межатомного взаимодействия по причине своей центральности при этом не разрушаются. Разругав ие, а для жидкости - кавитаг ия — это образование в системе новой свободной поверхности (за искчючением внешней) происходящее лишь после перехода метай ю через ряд последовательных структурных состояний. Известно, что кавитация жидкости возникает при больших значениях числа Рейнольдса после появления турбулентных вихрей, которые, как известно, представляют собой диссипативные структуры жидкости. [c.76]

На многих современных технических объектах стационарные вибрационные воздействия не являются периодическими, закон их изменения во времени носит нерегулярный, хаотический характер. Основными причинами этой хаотичности являются существование большого числа независимых источникрв вибрации и нерегулярность некоторых физических процессов, вызывающих появление вибрационных воздействий (например, процессов горения в реактивном двигателе, аэродинамических си.ч при турбулентности потока и т. п.). [c.13]

Взаимодействие поля силы тяжести и среды с переменной плотностью приводит к появлению сил плавучести (архимедовых сил), которые являются причиной возникновения движения в случае свободной конвекции и оказывают воздействие на вынужденное движение среды при смешанной конвекции. Если движение является турбулентным и пульсации плотности среды скоррелированы с пульсациями скорости, то сила тяжести может непосредственно оказать влияние и на характеристики турбулентности. [c.696]

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]

Однако наблюдения за турбулентностью в море при сильно устойчивой стратификации и измерения в лаборатории показывают, что при очень сильной устойчивости а(С) принимает очень малые значения (см. ниже п. 9.2 и, в частности рис. 9.21). Иначе говоря, при очень большой устойчивости коэффициент обмена для теплоты Кт оказывается значительно меньшим, чем коэффициент обмена для импульса К. Стюарт (1959) привел физические соображения, объясняющие причину этого. Среду с предельно устойчивой стратификацией можно представить себе в виде слоя тяжелой жидкости (скажем, воды), над которым помещается гораздо более легкая среда (например, воздух). При этом турбулентное движение в нижней жидкости будет приводить к возмущениям свободной границы и появлению отдельных брызг , проникающих в верхнюю среду, а затем снова падающих под действием архимедовых сил. Проникновение воды в воздух будет создавать в воздухе пульсации давления, осуществляющие обмен импульсом между двумя средами в то же время турбулентный обмен теплом здесь будет отсутствовать. Поэтому можно думать, что при очень сильной устойчивости коэффициент обмена К будет иметь конечное значение, а Кт будет близко к нулю. Отсюда следует, что при очень больших положительных =z/L профиль температуры T z) будет значительно более крутым, чем профиль скорости u(z) (из того, что Д г- 0 при св, вытекает, что крутизна профиля температуры неограниченно возрастает с ростом z/L). Следовательно, вид функций fi( )—fi(V2) и ф1(С)=С/ (С) [c.395]

Коррозия. В зависимости от материала конструкции приходится иметь дело с коррозией железа, меди или никеля. Появление общей или питтинговой коррозии может быть обусловлено такими обычными причинами, как растворенный кислород, низкое значение pH, наличие различного рода осадков или застойных зон, напряжения в металлах, дефекты в самих металлах и состояние их поверхностей. Во многих случаях причиной питтинговой коррозии может явиться растворенный кислород в сочетании с некоторыми другими обстоятельствами, например присутствием осадков на металлической поверхности или дефектов в самом металле. Кислород может окислять пленку гидроокиси железа (И) в магнетит (Рез04) или в гидратированную окись железа. Такое окисление будет происходить на некотором конечном расстоянии от металла, в результате чего станет возможным дальнейшее растворение железа под рыхлым продуктом коррозии. При низких значениях pH возникнет общая коррозия. Другие условия, как правило, благоприятствуют локальной коррозии. Кавитационная эрозия встречается в насосах или на других участках, на которых наблюдается турбулентное или очень быстрое течение [23]. [c.29]

При турбулентном течении такой линейной зависимости нет и соотношение величин ш и гшмакс непостоянно. Превращение ламинарного течения в турбулентное начинается с появления в поперечном сечении потока перпендикулярных составляющих скорости, возрастающих с увеличением числа Рейнольдса. Опытами установлено, что при Ке< 2100 течение потока в прямых трубопроводах с гладкими стенками носит ламинарный характер. В интервале 2100< < Нес ЗЮ0 находится так называемая переходная область, в которой характер течения неустойчив — он может быть ламинарным или турбулентным в зависимости от различных местных причин. При Ре>3100 течение в прямой трубе потока является устойчиво турбулентным. [c.317]

Там же выяснены причины, вызывающие затягивание ламинарного течения с увеличением ОгРг. Наблюдаемый в даньюм случае скачкообразный переход через критическое число Рейнольдса представляется естественным, так как появление турбулентного перемешивания в затянувшемся ламинарном потоке долж но вызвать быстрый рост теплоотдачи. [c.325]

Этот вывод подтверждается тем, что в действительности произведение 1 А (6.18) не остается постоянным, а падает с углом 0, из-за боковых утечек смазки через торцы подшипника. По этой причине, если изменение вязкости с температурой незначительно, возможно появление турбулентности сначала в разгруженной зоне подшисшика, особенно если подача смазки слишком обильна. [c.241]

При в.ходе в начальный участок трубы поток несет возмущения разнообразной природы. Это могут быть либо возмущения, пришедшие извне, например из помещения, в котором расположена всасывающая воздух труба, или из резервуара с водой, вытекающей через трубу, либо возмущения, образовавшиеся из-за нсплавности входа в трубу. Последняя причина обычно бывает доминирующей. Как упоминалось выше, уже Рейнольдс в своих первых опытах заметил, что при значениях Re, еще далеких от критических, по прямолинейным струйкам краски в начальном участке трубы пробегают дискретные волны или группы волн, затухающие вниз по течению. Эти накладывающиеся на ламинарный поток возмущения по мере приближения его к критическому состоянию становятся все более интенсивными и расплывчатыми, пока, наконец, не заполнят всю область течения и поток станет полностью турбулентным. Было отмечено позднейшими исследователями (Л. Шиллер и др.), что первичные возникновения этих сравнительно редких по частоте появления возмущений не оказывают влияния ии на профили скоростей в сечениях трубы, ни на общее сопротивление трубы. Только в непосредственной близости к кризису влияние этих волн становится заметным искажаются профили скоростей, изменяется закон сопротивления. [c.667]

Изложенный в предыдущем параграфе простой эмпирический прием, оказавшийся пригодным для расчета сопротивления трения в турбулентном пограничном слое на пластине с характерными для нее гладкими профилями скоростей в сечениях слоя, станет недостаточным при появлении нового фактора — обратного перепада давления. При одном взгляде на семейство кривых, показанное на рис. 260, можно сразу заметить характерное для диффузорного участка пограничного слоя возникновение на профилях скорости перегибов, все более и более ярко выраженных при приближении к точке отрыва. Отрыв турбулентного пограничного слоя располагается гораздо ииже по потоку от начала диффузорной области — точки минимума давления, — чем отрыв ламинарного пограничного слоя. Физически это объясняется тем, что турбулентное трение между отдельными и-сидкими слоями внутри пограничного слоя значительно интенсивнее, чем трение в ламинарном пограничном слое при прочих равных условиях это усиливает увлечетю внешним потоком пристеночной жидкости и приводит к затягиванию отрыва. Аналогичным объяснением служит большая заполненность турбулентных профилей скорости по сравнению с урезанными ламинарными профилями, что имеет следствием перераспределение кинетической энергии в сторону ее увеличения в пристеночных слоях и является причиной затягивания отрыва. Ламинарный пограничный слой, как правило, отрывается в небольшом по сравнению с турбулентным слоем удалении от точки минимума давления. Большая продольная протяженность диффузионной области турбулентного пограничного слоя и сравнительно с ламинарным слоем значительное удаление точки отрыва от точки минимума давления служит одной из причин трудности теоретического предсказания расположения точки отрыва иа поверхности тела. [c.764]

В заключение этого параметра остановимся на возможных ионосферных проявлениях термосферных вихрей. Эти вихри можно использовать при интерпретации явления аномального увеличения ионизации на высотах от 75 до 90 км в зимний период (так называемая зимняя аномалия слоя В). Зоны повышенной ионизации регистрируются в виде облаков с характерными поперечными размерами 1000—2000 км. Основными причинал и роста ионизации считаются уменьшение эффективного коэффициента рекомбинации из-за повышения температуры и увеличение концентрации N0 за счет турбулентного переноса с больших высот. Оба условия естественным образом выполняются внутри рассмотренных выше термосферных вихрей. Другим следствием существования вихрей могут быть крупномасштабные зоны повышенной и пониженной концентрации плазмы на высоте максимума слоя Р ионосферы. Появление таких зон связывается либо с изменением нейтрального состава под влиянием дополнительного перемешивания нейтралов, вносимого связанным с солитоном перемещением атмосферных составляющих по вертикали, либо с появлением дополнительной системы интенсивных горизонтальных движений. [c.127]

Причины возникновения турбулентности Если на поток воздуха не действуют внешние силы, он перемещается над земной поверхностью прямолинейно с постоянной скоростью по всему потоку. При появлении внешних возмущающих сил энергия переходит в поток или из потока. В результате воздух турбулизуется, т. е. происходит перемешивание большого количества, его частиц, возникают и исчезают вихри. При сравнительно неболь- [c.83]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...