Перенос турбулентный

На радиусах, меньших критического, эффективность вихревого эф кта существенно снижается. По мере увеличения радиуса, начиная от нижнего критического, будет возрастать превышение генерации над диссипацией, которое реализуется в виде переноса турбулентности на другие радиальные позиции (по отношению к месту зарождения) и в виде роста эффектов энергоразделения. Существует второй верхний критический радиус, при достижении которого вновь наступает равенство, а его превышение приводит к снижению темпа генерации сравнительно с диссипацией. Из этих рассуждений вытекает, что существует некоторый оптимальный диаметр вихревой трубы, обеспечивающий наибольшую эффективность процесса энергоразделения за счет максимума превышения генерации над диссипацией (Г — [c.174]

Для осредненного во времени турбулентного движения мольная структура игнорируется и заменяется сплошной средой. При этом движущаяся среда турбулентного потока характеризуется параметрами переноса (турбулентная вязкость и т.п.). В турбулентном потоке, кроме молекулярного движения, существует пульсационное движение, коррелированное с осредненным движением потока, приводящее к саморегулированию турбулентного движения, т.е. параметры переноса зависят от осредненного движения и наоборот. [c.48]

Если при выводе дифференциальных уравнений конвективного теплообмена для температуры и скорости использовать приведенные выше двучленные выражения, то получаются уравнения в обычной форме для осред-ненных величин эти уравнения, однако, содержат дополнительные члены, обусловленные пульсациями скорости и температуры. Эти члены можно отбросить, но для компенсации нужно увеличить вязкость и температуропроводность, заменив эти молекулярные характеристики переноса турбулентными, или точнее — коэффициентами вида (v-f-Vт) и (й-)-Цт). [c.362]

По аналогии с уравнениями для ламинарного движения вводят понятия о турбулентных коэффициентах переноса турбулентной вязкости и турбулентной теплопроводности >.т [c.89]

При турбулентном течении под с,- следует понимать мгновенное значение скорости потока. Но к такому точному толкованию турбулентного течения надо подойти, понимая под с,-, q и прочими величинами определенным образом усредненные их значения, на которые накладываются отклонения от этих средних значений. Если стать на такие позиции, то следует еще дополнить уравнение (306), так как тогда к напряжению трения, обусловленному вязкостью, добавится еще напряжение, характеризующее турбулентный перенос (турбулентное трение). Обозначим через с переменную во времени часть скорости потока, которая накладывается на С . Пусть q есть переменное во времени отклонение плотности, накладывающееся на Q. Тогда ij — компоненты турбулентного напряжения трения — будут иметь среднее по времени значение (Q + Q ) с. с., что с хорошим приближением может быть принято равным Q . ., так как практически q очень мало. Следовательно, для турбулентного течения уравнение (306) примет вид [c.169]

При стабилизированном течении жидкости в канале конвективным переносом турбулентной энергии можно пренебречь. Тогда уравнение сохранения энергии турбулентности для течения [c.187]

Приведенные выше формулы относятся к случаю, когда пламя образуется струей газа, вытекающего в неподвижный воздух. Открытое пламя газа, горящего в спутной параллельной струе воздуха, имеющего начальную скорость w , будет более коротким, так как за счет переноса турбулентных пульсаций воздушной струи интенсифицируется процесс перемешивания горючего газа [c.125]

На основе предложенной теории переноса были выполнены численные решения ряда задач турбулентного переноса турбулентный теплообмен в плоском канале при постоянном тепловом потоке на стенке [Л.1-31], теплообмен в круглой вращающейся трубе [Л.1-32], турбулентный теплообмен при естественной конвекции в узкой вертикальной ячейке. В этих задачах впервые были вычислены распределения пульсационных тепловых потоков во всем пространстве пристеночной турбулентной области. [c.70]

Первые два члена этого уравнения выражают конвективный перенос турбулентной энергии с осредненным движением. Они прене- [c.188]

Четыре слагаемых дивергентного типа, объединенные скобками, выражают подвод (или отвод) энергии в данную точку пространства благодаря конвективному переносу осредненной скоростью, турбулентной диффузии, диффузии по пространству за счет пульсаций давления, переносу турбулентной энергии по пространству механизмом молекулярной вязкости (молекулярной диффузии). [c.51]

Турбулентная диффузия. Аналогичным образом мож но изучить задачу о переносе турбулентным вихрем пассивной примеси, т. е. примеси, которая не оказывает влияния на его движение. Турбулентное перемешивание жидкости сопровождается переносом примесей в молярных (макроскопических) объемах. Этот процесс в случае свободной турбулентности (в отсутствии границ) можно описать введением специального коэффициента турбулентной диффузии О, величина которого, как и величина коэффициента турбулентной вязкости V , определяется характерными масштабами движения (размером и скоростью вихря). Из опытов с турбулентными струями известно [5], что коэффициент турбулентной диффузии с точностью до множителя порядка единицы совпадает с коэффициентом турбулентной вязкости [c.348]

Турбулентные характеристики струй. Вероятно, наиболее важной турбулентной характеристикой является турбулентный сдвиг pu v, ибо этот фактор обычно считается действующей силой механизма переноса турбулентности. На рис. 134 сравнивается измеренный и вычисленный по эпюре осредненной скорости сдвиг в струе. Заметное на графике расхождение может быть отнесено за счет ошибок в измерениях. Нельзя, однако, исключить и возможность, что отброшенные в выражении т через pu v члены не столь уж малы. Эта последняя возможность [c.364]

Фиг, 35. Перенос турбулентным движением компонент интенсивности турбулентности в поперечном направлении в сечениях [c.117]

В уравнении (10-33) первые два члена, выражающие конвективный перенос турбулентной энергии с осредненным движением, опущены [c.338]

Перенос турбулентных масс в пространстве порождает значительную неоднородность концентрации г-го вещества среды и неизбежно сопровождается нестационарной внутренней молекулярной диффузией в отдельных турбулентных молях. Поэтому в описании процесса турбулентной диффузии приходится пользоваться осредненной парциальной плотностью р г. [c.53]

Среднюю скорость переноса турбулентных масс в потоке Л. Прандтль предложил определять из соотношения [c.310]

Получим теперь уравнение переноса турбулентной энергии для многокомпонентной сжимаемой смеси. Это фундаментальное в теории турбулентности уравнение, или некоторые его модификации, лежит в основе многих современных полуэмпирических моделей турбулентности. Оно может быть выведено разными способами, один из которых приведен в Гл. 4. Здесь же его вывод основан на использовании балансовых уравнений (3.1.46), (3.1.57) и (3.1.59). [c.132]

Уравнение переноса турбулентной энергии в сжимаемой многокомпонентной смеси. Свертка уравнения (4.2.9) по индексам к и / = р <е>) приводит к точному уравнению для осредненной кинетической энергии турбулентных пульсаций сжимаемой смеси (сравни с (3.1.68)) [c.181]

На основе общего балансового уравнения для вторых моментов получены следующие модельные уравнения эволюционные уравнения переноса для составляющих тензора турбулентных напряжений Рейнольдса уравнение переноса турбулентной энергии многокомпонентной смеси эволюционные уравнения [c.207]

Рассмотренная модель многокомпонентной турбулентности второго порядка замыкания может быть использована при расчетах сложных течений многокомпонентных реагирующих газов с переменной плотностью, когда существенны конвективный и диффузионный перенос турбулентности (предыстория потока), т.е. течений, для которых оказываются неадекватными более простые модели, основанные на градиентной гипотезе замыкания. Одновременно, в рамках развитого подхода, могут быть получены полуэмпирические выражения для коэффициентов турбулентного обмена, фигурирующие в схемах замыкания первого порядка. [c.208]

Мы показали, что некоторые задачи движения многокомпонентных газовых смесей в атмосфере, для которых важны процессы конвективного и диффузионного переноса турбулентности, могут быть решены с помощью моделей второго порядка замыкания, когда к рассмотрению привлекаются эволюционные уравнения переноса для вторых корреляционных моментов и ряд механизмов, ответственных за генерацию этих моментов, учитывается достаточно точно. Система модельных уравнений для корреляций <Л"В >, получаемая из общего эволюционного уравнения (4.1.9) для одноточечных парных моментов, не замкнута и должна быть дополнена одним или несколькими дифференциальными уравнениями для статистических характеристик турбулентного движения, в известной мере эквивалентных пространственному масштабу турбулентности Ь. При таком подходе в этих последние уравнения необходимо вводить дополнительные модельные выражения для некоторых членов высокого порядка. Используемые для этих целей аппроксимационные выражения, в виде градиентных соотношений с некоторыми универсальными (для данного класса задач) константами пропорциональности, часто не имеют достаточной точности. Это приводит, в конечном счете, к тому, что соответствующие модели второго порядка, несмотря на свою математическую сложность, оказываются не лучше более простых моделей первого порядка, рассмотренных в 3.3. [c.209]

В заключение сделаем еще одно существенное замечание. Строго говоря, условие локального равновесия подтверждается экспериментом не для каждого турбулентного течения Оно справедливо для течений в трубах, в пограничном слое и слое смешения, когда в некоторой основной (промежуточной) зоне течения, на которую приходится большая часть общего изменения средней скорости, производство энергии турбулентности примерно равно диссипации. Однако данное условие нарушается, во-первых, в тонком поверхностном слое (у стенки), где существенен диффузионный перенос турбулентности, связанный, главным образом, с действием молекулярной вязкости и теплопроводности среды, а также с пульсациями давления, и, во-вторых, в широкой внешней зоне пограничного слоя, где существенны турбулентная диффузия турбулентности и конвективные члены. [c.267]

Рис. 7.3.2. Высотное распределение коэффициента турбулентной температуропроводности. кривые 1-3 - решения уравнения переноса турбулентной энергии (7 2 5)

Параллельно с этим упрощенным подходом разработана усложненная математическая модель геофизической турбулентности, для которой, наряду с базисными гидродинамическими уравнениями для среднего движения, выведены эволюционные уравнения переноса для одноточечных вторых моментов пульсирующих в потоке термогидродинамических параметров многокомпонентной реагирующей газовой смеси. Модель включает в себя эволюционные уравнения переноса для составляющих тензора турбулентных напряжений Рейнольдса, составляющих векторов турбулентного потока тепла и турбулентной диффузии, уравнения переноса для турбулентной энергии и дисперсии пульсаций энтальпии среды, а также уравнения переноса для парных корреляций пульсаций энтальпии и состава смеси и смешанных парных корреляций пульсирующих концентраций отдельных компонентов смеси. Такой подход обеспечивает возможность расчета сложных течений многокомпонентных реагирующих газов с переменной плотностью, когда существенны диффузионный перенос турбулентности, конвективные члены и предыстория потока, и потому более простые модели (основанные на идее изотропных коэффициентов турбулентного обмена) оказываются неадекватными. [c.313]

Ротта рассматривал уравнения (7.5) и (7.8) для турбулентного течения, в среднем стационарного и плоскопараллельного со средней скоростью й (хъ) (направленной вдоль оси Ох ) в отсутствие внешних сил. При этом в целях упрощения предполагалось, что слагаемыми в квадратных скобках в левых частях уравнений (7.8), описывающими перенос (диффузию) напряжений Рейнольдса , в первом приближении можно пренебречь, рассматривая лишь те части течения, где турбулентность более или менее близка к однородной, и, следовательно, перенос турбулентных величин из соседних областей играет малую роль. Далее, как и в работах Колмогорова (1942) и Прандтля (1945), предполагалось,что турбулентность можно описать ее интенсивностью (1/2) [c.332]

Уравнение (7.15) и представляет собой общее уравнение для турбулентной энергии. Оно показывает, что плотность турбулентной энергии в данной точке течения может изменяться вследствие переноса турбулентной энергии от других частей жидкости (т. е. диффузии турбулентной энергии), работы пульсаций внешних сил, диссипации турбулентной энергии под действием вязкости и, наконец, превращения части энергии осредненного движения в турбулентную энергию или обратного превращения части турбулентной энергии в энергию среднего движения. Энергию турбулентности Ег в этом уравнении можно заменить интенсивностью турбулентности (т. е. средней кинетической энергией пульса- [c.338]

Переходя к более подробному рассмотрению отдельных слагаемых уравнения для турбулентной энергии, начнем со слагаемых, содержащих пульсации давления. В общем бюджете турбулентной энергии Ег их роль незначительна как показывают уравнения (7.15) и (7.17), в несжимаемой жидкости пульсации давления приводят лишь к дополнительному переносу турбулентной энергии от одних частей жидкости к другим. Поэтому, если рассмотреть объем жидкости, через границу которого турбулентная энергия не втекает и не вытекает, то на изменениях полной турбулентной энергии этого объема наличие пульсаций давления не сказывается. Кроме того, вклад пульсаций давления в плотность потока турбулентной энергии, как правило, весьма невелик. Тем не менее, эти пульсации играют весьма существенную роль. [c.339]

Конечно, эти турбулентные критерии принципиально отличаются от СВОИХ ламинарных прототипов прежде всего тем, что они зависят от формы движения, а не только от физических постоянных среды. Более того, характеризуя соотношения между молярными (конечными объемами) переносами, на несколько порядков превосходящими молекулярные переносы, турбулентные числа Прандтля и Шмидта лишь слабо зависят от своих молекулярных значений. Если, скажем, числа Прандтля (молекулярные) для вязких масел и жидких металлов разнятся, как мы уже знаем, в миллионы раз, то турбулентные числа Прандтля в подобных движениях столь физически друг от друга отличающихся сред будут близки друг к другу. [c.702]

Существует характерная степень расширения в вихревой трубе (или относительная доля охлажденного потока) (рис. 4.11), при которой кинетическая энергия вынужденного вихря становится больше исходной. На режимах вращения вынужденного вихря отстает от закона вращения твердого тела — со = onst. Избыточная кинетическая энергия свободного вихря расходуется на трение о стенки (работа внешних поверхностных сил) и на работу внутренних поверхностных сил. При турбулентном течении пульсационное движение непрерывно извлекает энергию из ос-редненного движения. Эта чдсть энергии обеспечивает работу переноса турбулентных молей в поле радиального фадиента статического давления [121, 122]. Если допустить, что под действием турбулентности перемещаются среднестатистические турбулентные моли с массой dm, совершающие элементарные циклы парокомпрессионных холодильных машин, то можно найти работу, затраченную на их реализацию. Объем турбулентного моля и путь его перемещения невелики по сравнению с контрольным объемом П, поэтому изменение температуры при изобарных процессах теплообмена моля с окружающими его частицами незначительно. Это позволяет, не внося существенной погрешности, заменить цикл Брайтона циклом Карно. Тогда работа по охлаждению выделенного контрольного объема П равна сумме элементарных работ турбулентных молей [c.206]

Основной особенностью турбулентного потока по сравнению с ламинарным является молярный перенос количества движения и теплоты при ламинарном движении происходит молекулярный перенос. Турбулентный моль — носитель количества движения и теплоты — обеспечивает существенно больщую интенсивность переноса, чем молекула. Именно поэтому турбулентные коэффициенты переноса намного больше молекулярных Хт>Я,, рт р (подробнее см. 52, пример 14.2). [c.386]

Другие измеренные параметры следа [73, 75, 761 за круговыми цилиндрами распределение температуры, интенсивность турбулентности, касательные напряжения, распределение турбулентной вязкости, перенос турбулентности в поперечном направлении, энергетический баланс и т. д.— могут быть полезны для более углубленного по нимания течения в дальнем следе, поскольку эти величины измерены в области I = 80—950, простирающейся от не-самосохраняющейся области до самосохраняю-щейся. На фиг. 33—35 представлены измеренные значения интенсивности турбулентности, турбулентной вязкости и переноса направлении в области значений [c.115]

Вследствие много большего пути переноса турбулентных масс в потоке среды по сравнению со средней длиной пути переноса молекулярных носителей в среде ( турб > мол), несмотря на существенно меньшую скорость дрейфа турбулентных молей (стурб < Смол), коэффициенты турбулентного переноса тепла и турбулентной теплопроводности оказываются значительно большими коэффициентов Лмол И Хщол" [c.29]

Энергия турбулентных молей (бтурд) определяется энергией всего неоднородного множества молекулярных носителей, заключенных в турбулентных молях. В процессе переноса энергии турбулентными молями вещества в потоке среды одновременно осуществляется сложный нестационарный перенос энергии молекулярными носителями в самих турбулентных молях. В этих условиях интенсивный перенос турбулентных масс в потоке порождает значительную неоднородность температур в пространстве и во времени. Время уничтожения температурных неоднородностей зависит от размеров турбулентных молей, и для описания процесса турбулентного переноса тепла неизбежно приходится пользоваться осредненными значениями температуры. Особенно заметными температурные неоднородности в турбулентном потоке оказываются в местах больших градиентов температур, например у обтекаемой стенки с отводом или притоком тепла на поверхности. [c.29]

Вследствие значительно большего пути переноса турбулентных масс среды в сравнении с длиной пути переноса молекулярных носителей (Ттурб > мол ) коэффициент турбулентной диффузии оказывается много больше коэффициента молекулярной диффузии [c.53]

Понятие длины смешения. Прандтль исследовал турбулентность в почти параллельном течении, используя грубое, но полезное понятие длины смешения , аналогичное понятию среднего пути с пробега молекулы в кинетической теории газов. Прандтль предположил, что жидкие массы переносятся турбулентным течением перпендикулярно к направлению основного течения на случатые расстояния со средней длиной I и со средней скоростью VI. [c.388]

Получим теперь субстанциональную форму закона сохранения осредненной полной энергии турбулизованного континуума. Это уравнение позволит вывести фундаментальное в теории турбулентности эволюционное уравнение переноса турбулентной энергии. [c.130]

Заметим, что подобный подход, развитый ранее для сдвиговой турбулентности в однородной среде Меллор, Ямада, 1982), более точен, поскольку он учитывает в уравнении переноса турбулентной энергии как конвективный и диффузионный [c.281]

В заключение еще раз отметим, что для оперативного определения малых атмосферных компонентов в турбулизованной средней атмосфере, в частности по методу космического мониторинга, необходимы осредненные значения структурных параметров среды. Соответственно, при компьютерном моделировании процессов атмосферной динамики и химической кинетики приходится числено решать не только систему гидродинамических уравнений смеси масштаба среднего движения, но и эволюционное уравнение переноса турбулентной энергии, которое следует дополнить выражением (8.2.28) для внешнего масштаба турбулентности Ь и данными по пространственному распределению струк- [c.294]

Заметим теперь, что в условиях развитой турбулентности вязкие напряжения трения пренебрежимо малы по сравнению с турбулентными напряжениями Рейнольдса (за исключением премы-кающего к твердым стенкам вязкого подслоя, который мы здесь не будем рассматривать). Поэтому естественно считать, что и перенос турбулентной энергии за счет сил вязкости (т. е. неупорядоченных молекулярных движений) очень мал по сравнению с переносом энергии турбулентными пульсациями скорости, т. е. что последнее слагаемое в скобках в левой части (7.41) пренебрежимо мало по сравнению со вторым слагаемым. Рассмотрим случай, когда осредненное течение однородно по направлению осей Ох и 0x2. В таком случае все статистические характеристики турбулентности будут зависеть только от хз, причем в силу уравнения неразрывности здесь дйз/дхз = 0, т. е. мз = 0. Будем наряду с обозначениями Х1 и щ для координат и скоростей использовать [c.354]

Вернемся к стационарному турбулентному течению в пограничном слое стратифицированной жидкости. При достаточно большом числе Рейнольдса, когда молекулярным переносом можно пренебречь по сравнению с переносом турбулентными пульсаци- [c.389]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...