Турбулентное ядро потока

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]

Скорость течения по высоте ламинарного подслоя изменяется по линейному закону, и для границы ламинарного подслоя и турбулентного ядра потока (г/= 5) можно написать [c.179]

На границе вязкого подслоя и турбулентного ядра потока из уравнения (3.21) при у = Ь, и = следует и. 1 [c.68]

Структуру потока в пределах зоны гладкостенного течения можно представить схемой, приведенной на рис. 6.13, а. При турбулентном течении вблизи стенки сохраняется вязкий подслой, движение в котором преимущественно ламинарное. Толщина подслоя бл достаточна, чтобы покрыть все неровности стенки, благодаря чему турбулентное ядро потока движется как бы в гладкой трубе. Трубы, работающие в таком режиме, иногда называют гидравлически гладкими. [c.150]

Несмотря на эти недостатки, результаты расчета по формуле (6.38) в основной части турбулентного ядра потока хорошо согласуются с опытными данными многих исследователей. [c.160]

До сих пор мы рассматривали только гладкие стенки. Но внутренняя поверхность реальных труб имеет ту или иную шероховатость поверхности. Можно ожидать, что установленные выше закономерности будут справедливы и в тех случаях, когда в шероховатых трубах толщина бд вязкого подслоя больше средней высоты Д неровностей стенки. Тогда турбулентное ядро потока не будет испытывать непосредственного влияния неровностей выступов шероховатости и последние никак не повлияют на распределение скоростей. Трубы, работающие в таком режиме, называют гидравлически гладкими. При малых толщинах вязкого подслоя следует ожидать существенного влияния шероховатости 162 [c.162]

Структура потока в пределах гладкостенной зоны может быть представлена схемой, приведенной на рис. 66, а. При турбулентном течении вблизи стенки сохраняется вязкий подслой, движение в котором преимуш,ественно ламинарное. Толщина подслоя бд достаточна, чтобы покрыть все неровности стенки, благодаря чему движение турбулентного ядра потока происходит как бы [c.162]

Несмотря на эти недостатки, логарифмический профиль (6-38) в основной части турбулентного ядра потока хорощо согласуется с опытными данными многих исследователей, в чем мы убедимся ниже. [c.172]

Таким образом, для температур и концентраций в турбулентном ядре потока так же, как и для скоростей, получены логарифмические законы распределения. [c.293]

При наличии схемы 6 выступы шероховатости не покрываются полностью вязким подслоем (5 < Д) эти выступы вклиниваются (как отдельные бугорки ) в турбулентную зону, и о них могут ударяться жидкие частицы турбулентного ядра потока В этом случае потери напора по длине й, зависят от шероховатости стенок русла. [c.153]

Каждый член, стоящий в правой части уравнения (6.38), определяет количество теплоты, вынесенное в основной объем жидкости в единицу времени с единицы площади теплоотдающей поверхности соответственно за счет турбулентного обмена, в форме избыточной энтальпии перегретой жидкости, выталкиваемой из пристенной области паровыми пузырями, а также в форме работы, затраченной на образование поверхности раздела фаз. В этом уравнении и Wi — температура и скорость жидкости на границе между ламинарным слоем и турбулентным ядром потока соответственно t и W — средние температура и скорость в ядре потока У — объем жидкости, захватываемый одним паровым пузырем при отрыве от поверхности нагрева А и F — соответственно площади поперечного сечения и поверхности трубы С — константа. [c.185]

Для развитого турбулентного режима движения жидкости распределение скорости по сечению трубы имеет вид, напоминающий усеченную параболу (рис. 3-10,6). Вблизи стенки трубы кривая изменяется резко, а в средней части сечения — турбулентном ядре потока — полого. Максимальная скорость наблюдается также на оси трубы. [c.73]

Под интенсификацией теплообмена авторы понимают увеличение количества тепла, снимаемого с теплоотдающей поверхности, без увеличения расхода теплоносителя. При охлаждении однофазным теплоносителем эффект интенсификации оценивается по увеличению коэффициента теплоотдачи. Критерием эффективности интенсификаторов теплообмена при этом является отношение коэффициентов теплоотдачи с интенсификатора-ми и без них при одинаковом расходе теплоносителя. Такая оценка отвечает физическому смыслу процессов, с помощью которых достигается интенсификация теплообмена. Все они сводятся к увеличению турбулентного обмена между пристенным слоем и турбулентным ядром потока, к утонению или разрушению ламинарного подслоя, к уменьшению его термического сопротивления. Эффективность интенсификаторов при охлаждении двухфазным теплоносителем оценивается по увеличению зоны бескризисного кипения. Под критерием эффективности интенсификаторов в этом случае понимается отношение критических мощностей в каналах с интенсификаторами теплообмена и без них при одинаковых давлении, входной температуре и расходе теплоносителя. [c.7]

Особенность жидких металлов, обладающих более высокой теплопроводностью по сравнению с обычными жидкостями и как следствие этого низкими числами Прандтля, состоит в том, что даже при развитом турбулентном течении молекулярный перенос тепла играет важную роль не только в пристенном слое, но н в турбулентном ядре потока. Толщина теплового пограничного слоя для жидких металлов оказывается значительно большей, чем толщина гидродинамического пограничного слоя. [c.90]

Течение жидкости по трубам. Основные закономерности турбулентного течения воды установлены опытным путем. Принято считать, что у поверхности стенки существует ламинарный слой, отделяемый от турбулентного ядра потока буферной зоной. Толщина ламинарного слоя в фиксированной точке пульсирует во времени, что связано с турбулентным характером основного потока. [c.18]

К первой группе относятся жидкометаллические теплоносители натрий, калий, сплав натрий-калий, литий, свинец, ртуть, висмут и др. Для этих теплоносителей число Рг изменяется в пределах приблизительно от 0,005 до 0,05. Столь низкие значения числа Рг для жидких металлов связаны с их высокой теплопроводностью и сравнительно малой теплоемкостью. Тепловой пограничный слой у жидких металлов намного превышает гидродинамический пограничный слой (6т > бр), поэтому влияние теплопроводности далеко распространяется в турбулентное ядро потока. [c.8]

Жидкости, у которых Рг (газы при любых температурах и некоторые капельные жидкости в узком интервале температур). Для этого класса жидкостей отношение скоростей молекулярного переноса тепла и количества движения порядка единицы, т. е. оба процесса распространяются по сечению потока на одинаковую глубину, а турбулентный перенос играет существенную роль только в так называемом турбулентном ядре потока. [c.65]

В турбулентном ядре потока жидкости с постоянными физическими свойствами имеет место логарифмический профиль скоростей [c.67]

Эти рассуждения справедливы для области турбулентного ядра потока, в которой еще не сказывается заметно относительное расстояние от стенки у/б, где б — толщина турбулентного пограничного слоя или радиус трубы. [c.69]

Для практических целей, по-видимому, можно ограничиться зависи.мостью (4.13), дающей хорощую точность для всей области турбулентного ядра потока. [c.69]

Рг<1 (расплавленные металлы). У жидкостей этого класса молекулярный перенос тепла значительно интенсивнее, чем молекулярный перенос количества движения. Толщина теплового пограничного слоя больше толщины динамического слоя, в связи с чем влияние молекулярной теплопроводности существенно проявляется и в турбулентном ядре потока. [c.88]

Подобные измерения были выполнены в потоке воздуха (Рг = 0,72) [26]. Согласно опытным данным [26] (рис. 4.3), значение числа Ргт при больших числах Re в турбулентном ядре потока равно 0,7, что соответствует е 1,4. Такой результат вообще нельзя объяснить на основе модели Прандтля. Но приблизительно такое значение Ргт получается по теории переноса завихренности Тейлора [28]. Вблизи стенки, однако, Ргт->1, что позволяет объяснить хорошее соответствие расчетов при Ргт = 1 и экспериментальных данных. [c.95]

Рис. 4.4. Сопоставление опытных дан-лых по измерению температур и скоростей в турбулентном ядре потока.

Следовательно, профиль скорости в турбулентном ядре потока (у > б) описывается согласно принятой модели уравнением [c.203]

Эта система уравнений описывает движение и теплообмен в турбулентном ядре потока жидкости в плоской трубе и в плоском пограничном слое при достаточно умеренных скоростях течения. [c.38]

Как видно из этого расчета, интенсивность теплоотдачи в турбулентном потоке возрастает с увеличением числа Рг жидкости, причем степень его влияния несколько повышается в области больших чисел Re. Такой характер функции /(Рг Re) вполне соответствует физической сущности рассматриваемого явления, ибо с увеличением числа Re возрастает роль термического сопротивления турбулентного ядра потока. [c.188]

При таких малых числах Рг молекулярная теплопроводность становится соизмеримой с турбулентной теплопроводностью не только в вязком и промежуточном слоях, но и в турбулентном ядре потока. При этих условиях интеграл (10.63) должен браться с учетом соизмеримости Я и Я - по всему поперечному сечению турбулентного потока. С другой стороны, в этом случае как в вязком, так и в промежуточных слоях безусловно преобладает молекулярная теплопроводность. Так, например, при Рг = 0,01 и т] = 30 (I I) имеем [c.192]

Влияние температурного фактора на профиль скоростей в турбулентном ядре потока газа [c.199]

У1 — расстояние от стенки до расчетной границы турбулентного ядра потока [c.201]

При течении газа в шероховатой трубе подобие полей скоростей и температур может иметь место только в турбулентном ядре потока (по отношению к правильно выбранной граничной плоскости). В непосредственной близости к стенке оно искажается вследствие различия в граничных условиях по температуре и скорости . Поэтому эффективное значение температурного фактора будет несколько меньше гр. Соответственно, приводимый ниже расчет должен давать максимальное влияние температурного фактора на аэродинамическое сопротивление шероховатой трубы. [c.205]

Рассмотрим теперь знаменатель подынтегральной функции в уравнении (9-12). В зависимости от числа Прандтля величина 1/Рг может быть равна или больше, чем 6t/v. Физически это означает, что при очень низких числах Прандтля (жидкие металлы) молекулярная теплопроводность является основным механизмом переноса и ею нельзя пренебречь даже в турбулентном ядре потока. При числах Прандтля, близких к единице или более высоких, преобладающим механизмом переноса теп- [c.197]

В предельном случае модельная структура пристенного турбулентного движения состоит из трех элементов 1) вязкой среды возле твердой поверхности 2) крупномасштабных образований (крупномасштабная турбулентность), отрываюшцхся от вязкой среды в результате волнового взаимодействия вязкой и турбулентных сред и 3) турбулентной среды в основном потоке, состоящей из мелкомасштабной турбулентности, зависящей от предыстории движения/33-56/. Крупномасштабная турбулентность, разрушаясь, поддерживает мелкомасштабную турбулентность. Мелкомасштабная турбулентность стремится к однородной турбулентности однако крупномасштабные вязкие струи поддерживают неоднородную турбулентность. Таким образом, пристенная турбулентность генерируется в результате волнового взаимодействия вязкой среды с турбулентной и только в результате такого взаимодействия поддерживается эта турбулентность. Если бы на время удалось приостановить приток крупных образований в турбулентную среду со стороны вязкого подслоя, то в ядре потока образовалось бы движение, аналогичное молекулярному движению разреженных газов, т.е. со скольжением относительно твердой поверхности при этом имелось бы постоянное значение турбулентной вязкости. По-видимому, такое явление имеет место, но периодического характера. Наличие крупных образований между вязкой и турбулентной средами сглаживает это скольжение и образуется плавное изменение поля скоростей. Однако влияние вязких струй на турбулентное ядро потока с удалением от стенки уменьшается и при определенных условиях в ядре потока имеет место однородная турбулентность. При обычных экспериментальных исследованиях кинематические параметры на границе вязкой и турбулентной сред осредняются в пространстве и во времени /33-56/. [c.51]

По Прандтлю турбулентный поток состоит из двух областей ламинарного подслоя и турбулентного ядра потока, между которыми (по данным более поздних исследований, проведенных в ЦАГИ Г. А. Гуржиенко) существует еще одна область —переходный слой (рис. 5.7, а). Совокупность ламинарного подслоя и переходного слоя в гидродинамике называют обычно пограничным слоем. [c.78]

Изменение параметров турбулентного ядра потока вдоль канала зависит в основном от скоростей химической реакции и конвективного переноса. Распределение параметров по толщине пограничного слоя опре хеляется скоростью химической реакции и диффузионным переносом. Поэтому степень отклонения параметров потока [c.49]

Более надежные результаты можно получить при непосредственном измерении пульсаций скоростей и температур и их корреляций v t и u v. По крайней мере, для турбулентного ядра потока можно пренебречь молекулярной составляющей. Заменив производные отношением AtlAu, получим формулу Аи [c.95]

Мел<ду вязким подслоем и турбулентным ядром потока находится промежуточный слой, в котором молекулярное и турбулентное трение соизмери.мы. Поэтому в трехслойной схеме турбулентного потока выделяют переходную зону, обычно в области [c.92]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...