Турбулентность возникновение

Вторая область (10 < Ке, < 30) является областью наибольшей турбулентности. Возникновение взрывов авторы объясняют действием механизма неустойчивости с последующим вихреобразованием. По мере удаления от стенки было обнаружено уменьшение интенсивности и уве.личение вихрей. Замеры термоанемометрами показали, что в первой области импульсы, вызываемые флюктуациями, положительны, а во второй области - отрицательны. [c.25]

Турбулентности возникновение 500 Турбулентность 436, 493 [c.559]

После рассмотрения последовательности бифуркаций, приводящих ко все более сложным движениям, автор делает замечание о роли флуктуаций, перекидывая тем самым мостик к дальнейшему изложению, и переходит к заключительному пункту этой главы Иерархия неустойчивостей. Сценарии, пути к турбулентности . Здесь кратко обсуждаются возможные пути (возможные сценарии ) перехода к турбулентности возникновение турбулентности по Ландау и Хопфу возникновение турбулентности по Рюэлю [c.9]

Г, + 0,25А и Г-2+ 0,75А, у которых центры смещены вдоль вертикального радиуса на соответствующие расстояния (рис. 2.18) [116]. Оптимальное соотношение ширины Ь и высоты А прямоугольного канала в выходном сечении 6 А = 2 1. При этом входные кромки тщательно обрабатывают, обеспечивая плавный вход, а носик сопла закругляют с радиусом 0,1 мм. Предположение о том, что форма острой кромки должна сократить интенсивность возмущений на границе между втекающим потоком и остальной массой газа, находящейся в камере энергоразделения [40, 116), противоречит теоретическим взглядам самого автора сопла А.П. Меркулова и других приверженцев гипотезы взаимодействия вихрей. Ее вибрация может служить причиной возникновения начальной турбулентности, приводящей впоследствии к ее генерации во всем объеме камеры энергоразделения. На рис. 2.19 показаны сравнительные характеристики вихревых труб, использующих различные сопловые вводы. Нетрудно заметить, что прямоугольное спиральное сопло А.П. Меркулова дает заметный выигрыш при прочих равных условиях по сравнению с другими типами закручивающих устройств. [c.69]

Описанный механизм стохастичности по существу совпадает с известным обш,им описанием Л. Д. Ландау возникновения турбулентности течения жидкости через появление большого числа неустойчивых волновых мод [28]. [c.330]

Существенные изменения произошли в понимании механизма возникновения турбулентности. Хотя последовательная теория турбулентности принадлежит еще будущему, есть основания полагать, что ее развитие вышло, наконец, на правильный путь. Относящиеся сюда основные существующие к настоящему [c.9]

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]

Если нелинейные члены в уравнениях движения вязкой жидкости не исчезают тождественно, решение этих уравнений представляет большие трудности, и точные решения могут быть получены лишь в очень небольшом числе случаев. Такие решения представляют существенный интерес — если не всегда физический (ввиду фактического возникновения турбулентности при достаточно больших значениях числа Рейнольдса), то, во всяком случае, методический. [c.111]

Таким образом, стационарное пересечение ударных волн с верхностью твердого тела возможно лишь для ударных волн не слишком большой интенсивности, — тем меньшей, чем выше R. Предельная допустимая интенсивность ударной волны зависит так> е и от того, является ли пограничный слой ламинарным или турбулентным. Турбулизация пограничного слоя затрудняет возникновение отрыва ( 45). Поэтому при турбулентном пограничном слое от поверхности тела могут отходить более сильные ударные волны, чем при ламинарном пограничном слое. [c.585]

Возникновение турбулентности также определяется значением числа Рейнольдса R = pt)// i, где I — диаметр трубы. Для определенных условий втекания жидкости в трубу турбулентность возникает при определенных значениях числа Рейнольдса. Например, для трубы с острыми краями, вставленной в гладкую стенку, турбулентность возникает при R 1400. Падение давления в трубе в случае турбулентного течения, так же как и в случае ламинарного, очень сильно зависит от сечения трубы. [c.553]

В гл. 1 изложены физико-химические и гидродинамические основы химии, нефтехимии и химические технологии. В ней на основе анализа общего нелинейного параболического уравнения предложены условия возникновения самоорганизации и турбулентности, проведена проверка этой закономерности с известными результатами экспериментальных исследований разработаны методы решения уравнений переноса количества движения, вещества и энергией для сложного тепломассообмена в системах с различной реологией, с учетом входного участка. [c.8]

Рис. Р4. Расширение волнового пакета при возникновении турбулентности в среде с 02 0

Если в межлопаточных каналах густой решетки в результате турбулентного перемешивания осуществляется полное выравнивание полей скорости и на срезе решетки поток однороден ), то влияние вязкости ограничивается только возникновением осевой силы Fa, сила Жуковского остается такой же, так как циркуляция Гок не изменяется. В этом частном случае [c.15]

Возникновение в прыжке свободной турбулентности приводит к весьма своеобразной кинематической структуре его пограничного слоя, отличающейся кинематическим и динамическим подобием всех поперечных сечений. Это свойство свободного пограничного слоя позволяет описать все поле его скоростей одной универсальной эпюрой [c.230]

Отдельные примеры подобных процессов были известны. Это образование ячеечной структуры в неоднородно нагретом горизонтальном слое жидкости ( 9), возникновение турбулентности, вихрей и т. д. [c.29]

Такой мерой является нарушение симметрии системы. В рассматриваемом случае полиморфного превращения кристалла при понижении температуры возможна утрата симметрии, поскольку кубическая решетка обладает более высокой симметрией. Аналогично, кристалл, возникающий после охлаждения жидкости, менее симметричен (более упорядоченная система), чем исходная жидкость жидкость после возникновения в ней конвекционных течений в задаче Бенара менее симметрична, чем та же покоящаяся жидкость ферромагнетик, где все магнитные моменты отдельных атомов ориентированы в одном направлении, менее симметричен парамагнетика со случайным направлением этих моментов. И вообще, возникновение любой пространственной или временной структуры нарушает однородность среды, т. е. симметрию по отношению к трансляциям в пространстве или во времени. Поэтому турбулентное течение жидкости, возникающее при сильной неравновесности и характеризуемое появлением сложной структуры (самоорганизация), является более упорядоченным (менее хаотическим), чем ламинарное течение. [c.373]

Наоборот, продольная турбулентная пульсация приводит к возникновению поперечной пульсации противоположного знака. Действительно, если в данной точке потока образуется положительная продольная турбулентная пульсация (т. е. > 0), то средняя скорость жидкости в этой точке становится больше, чем скорость находящихся спереди или сзади от этой точки частиц жидкости. В результате этого находящиеся впереди частицы жидкости будут выдавливаться вверх и вниз, что приведет к возникновению поперечного движения, а следовательно, и к появлению поперечной турбулентной [c.392]

Превращения энергии в турбулентном потоке осуществляются схематически следующим образом. Крупномасштабным пульсациям непрерывно передается энергия осредненного движения жидкости. Отбор этой энергии производится продольными пульсациями скорости от последних кинетическая энергия передается к крупномасштабным поперечным пульсациям. Кинетическая энергия от продольных пульсаций к поперечным передается посредством пульсаций давления, приводящих к возникновению мгновенных градиентов давления, а следовательно, и движению жидкости в перпендикулярном направлении к исходному движению. [c.393]

В турбулентном потоке разрушение первичных возмущений, возникновение которых связано с различными факторами, в том числе и влиянием твердых стенок (которое, по-видимому, является исходным для развития пульсаций), приводит к образованию вторичных (и последующих) возмущений или пульсаций. Это образование новых пульсаций в результате распада ранее существовавших происходит непрерывно и охватывает значительно большую область движения по сравнению с ламинарным потоком. Другими словами, в турбулентном потоке пульсации постоянно генерируются в самом потоке непрерывное образование турбулентных пульсаций во всех точках потока составляет отличительную черту турбулентного движения. [c.413]

Рассмотрим теперь условия возникновения кризиса при турбулентном течении жидкости. [c.480]

Резкое местное сужение и дальнейшее расширение проход-лого сечения отдельной струи вызывает отрыв ее от поверхности твэла. Возникновение турбулентных пульсаций и, по мере увеличения скоростей, появление отрывного течения струек приводят к значительно болынему гидродинамическому сопротивлению при течении охладителя через шаровые твэлы, по сравнению с теченлем теплоносителя в трубах при одинаковом [c.39]

Таким образом, небольшие колебания режима вызывают в этой области значительные смещения вала, которые легко переходят в циклические вихревые движения. При возникновении вихрей ламинарное течение масла становится турбулентным, в связи с чем резко возрастает трение и тепловыделение в подшипнике. В масляном слое возникают кавитацион-. ные процессы, приводящие к разрушению материала додшипника. [c.341]

В работе [109] сделана попытка исследовать условия возникновения неустойчивых режимов течения в вихревой трубе. Анализ спектрюв пульсаций давления позволил сделать утверждение, что для вихревой трубы характерны три вида колебаний фоновый щум турбулентного происхождения низкочастотные (НЧ) пульсации давления с частотой 1- 2 кГц высокочастотные (ВЧ) периодические пульсации с частотой 12- -18 кГц. [c.119]

Исходя из предпосылки, что добавка твердых частиц всегда вызывает увеличение потерь давления на единицу длины трубы, многие авторы пытались сделать обобщения на основе наблюдаемых явлений установить соотношение между избыточными потерями давления, вызванными присутствием твердых частиц, с модифицированным числом Рейнольдса течения в трубе [45, 120, 311, б51, 822] и выявить общие закономерности на основе изучения движения отдельной частицы [822] и влияния твердых частиц на локальнзгю турбулентность жидкости [401]. К перечисленным с.ледует добавить работы [5, 210, 427], авторами которых была установлено, что отношение размера частиц к диаметру трубы несущественно. В работах [427, 869] изучалась дискретная фаза. Сообщалось также [304], что в некоторых случаях при добавлении твердых частиц (стеклянных шариков диаметром 200 мк) потери давления при течении по трубе снижались до меньшего уровня, чем в потоке чистого воздуха авторы работы [636] наблюдали в некоторых условиях возникновение непредвиденных градиентов давления. Подробнейшие исследования были выполнены Томасом [798—806], из которых следовало, что в некоторых случаях причиной снижения давления в присутствии частиц твердой фазы является неньютоновская природа смеси. Подробный обзор статей по рассматриваемому вопросу содержится в работе [167]. Обзор выявленных соотношений между потерями давления и содержанием частиц в двухфазном потоке, а также анализ методов теории подобия можно найти в работе [175]. [c.153]

Подчеркнем теперь, что рассмотренный путь возникновения турбулентности базируется, по существу, на линейных представлениях. Действительно, фактически предполагалось, что при появлении в результате развития вторичных неустойчивостей новых периодических решений уже имевнжеся периодические решения не только не исчезают, но и почти не меняются. В данной модели турбулентное движение есть просто суперпозиция большого числа таких неизменяюшихся решений. В общем же случае, однако, характер решений при увеличении числа Рейнольдса И потери ими устойчивости изменяется. Возмущения взаимодействуют друг с другом, причем это может привести как к упрощению движения, так и к его усложнению. Проиллюстрируем первую возможность. [c.159]

Исчерпывающей теории возникновения турбулентности в различных типах гидродинамических течений в настоящее время еще не существует. Был выдвинут, однако, ряд возможных сценариев процесса хаотизации движения, основанных главным образом на компьютерном исследовании модельных систем дифференциальных уравнений, и частично подтвержденных реальными гидродинамическими экспериментами. Дальнейшее изложение в этом и следующем параграфах имеет своей целью лишь дать представление об этих идеях, не входя в обсуждение соответствующих компьютерных и эксперимеитальпых результатов. Отметим лишь, что экспериментальные данные относятся к гидродинамическим движениям в ограниченных объемах имеппо такие движения мы и будем иметь в виду ниже ). [c.162]

Многократное повторение бифуркаций удвоения периода открывает один из возможных путей возникновения турбулентности. В этом сценарии число бифуркаций бесконечно, причем они следуют друг за другом (по мере увеличения R) через все убывающие интервалы последовательность критических значений Ry, R2,. .. стремится к конечному пределу, за которым периодичность исчезает вовсе и в пространстве возникает слож[1ый апериодический аттрактор, ассоциируемый в этом сценарии с возникновением турбулентности. Мы увидим, что этот сценарий обладает замечательными свойствами универсальности и масштабной инвариантности М. J. Feigenbaum, 1978) ). [c.172]

При малой надкритичности расстояние между линией (32,22) и прямой Xi+ =Xj мало (в области вблизи Xj = 0). На этом интервале значений х, следовательно, каждая итерация отображения (32,22) лишь незначительно перемещает след траектории, и для прохождения им всего интервала потребуется много шагов. Другими словами, на сравнительно большом промежутке времени траектория в пространстве состояний будет иметь регулярный, почти периодический характер. Такой траектории отвечает в физическом пространстве регулярное (ламинарное) движение жидкости. Отсюда возникает еще один, в принципе возможный, сценарий возникновения турбулентности (Р. Manneville, Y. Porneaii, 1980). [c.183]

Благодаря изменению числа Рейнольдса вдоль пограничного слоя, турбулизируется не сразу весь слой, а лишь та его часть, для которой Rs превышает определенное значение. При заданной скорости обтекания это значит, что турбулизация возникает на определенном расстоянии от переднего края при увеличении скорости это место приближается к переднему краю. Экспериментальные данные показывают, что место возникновения турбулентности в пограничном слое существенно зависит также от интенсивности возмущений в натекающем потоке. По мере уменьшения степени возмущенности наступление турбулентности отодвигается к более высоким значениям Rg. [c.241]

Можно поставить вопрос о том, какова должна (5ыть форма тела (при заданной, например, площади его сечения) для того, чтобы оно испытывало при движении в жидкости по возможности малое сопротивление. Из всего предыдущего ясно, что для этого во всяком случае необходимо достичь по возможности более позднего отрыва отрыв должен произойти поближе к заднему концу тела так, чтобы турбулентный след был как можно более узким. Мы уже знаем, что возникновение отрыва облегчается наличием быстрого возрастания давления вдоль обтекаемого тела вниз по течению. Поэтому необходимо придать телу такую форму, чтобы изменение давления вдоль него, — в той области, где давление возрастает, происходило по возможности медленно и плавно. Этого можно достичь приданием телу удлиненной (в направлении обтекания) формы, причем оно плавно заостряется в направлении обтекания так, что стекающие с разных сторон поверхности тела потоки как бы плавно смыкаются без того, чтобы им пришлось где-либо обтекать какие-нибудь углы или же сильно поворачивать по отношению к направлению набегающего потока. Спереди же тело должно быть закруг.лено при наличии здесь угла скорость жидкости на его краю обратилась бы в бесконечность (см. задачу 6 10), вслед за чем произошли бы сильное возрастание давления вниз по течению и неизбежный отрыв. [c.258]

Фултона [18], Шспера [19] и Ван-Демтсра [20] ). Строгое теоретическое рассмотрение сложного турбулентного течения газа, которое имеет место в вихревой трубе, является чрезвычайно трудной задачей, особенно в связи с тем, что профиль скоростей потока внутри трубы экспериментально пока еще не определен. Однако качественно эффект охлаждения можно объяснить следую-п им образом. Вращающийся поток воздуха внутри трубы создает в радиальном направлении градиент давления, возрастающий от оси к стенке трубы. Влияние турбулентности на такое ноле давлений выражается в адиабатическом перемешивании. Это приводит к созданию адиабатического распределения температур, при котором более холодный газ оказывается в области, расположенной вблизи оси трубы. Однако вследствие теплопроводности, приводящей к уменьшению градиента температур в радиальном направлении а также непостоянства значений угловой скорости в разных местах трубы адиабатическое распределение полностью осуществлено быть не может. Ван-Демтор описывает последний эффект следующим образом Если угловая скорость непостоянна, то вступает п действие другой механизм, приводящий к возникновению потока механической энергии в радиальном направлении наружу. Вследствие турбулентного трения (вихревой вязкости) внутренние слои жидкости или газа стремятся заставить внешние слои двигаться с той [c.13]

В настоящее время имеется много данных в пользу существования вязкой силы, пропорциональной третьей стеиени скорости, сверх тех данных, на которых было основано первоначальное предположение, однако не все они являются в одинаковой мере убедительными. Следует напомнить, что в явлениях, иредиолагающих наличие противоположных течений, кроме перечисленных выше диссинативных процессов, может встретиться и целый ряд других. Так, пока не обсуждалась возможная турбулентность в каналах или возникновение диссипативных процессов на концах каналов. В последнем случае для классической жидкости в выражении (32.8) прибавился бы [c.844]

Монография посвящена математическому моделированию тепломассообмена в сложных 1 ермогидрогазодинамических процессах в многокомпонентных струйных и пленочных течениях, описываемых нелинейными уравнениями переноса количества движения, вещества и энергии. Многокомпонентные струйные течения и тепломассообмен в них исследованы в различных режимах эжекционных, кавитационных, пульсационных, вихревых, свободно истекающих. Моделированием общею нелинейного параболического уравнения установлена закономерность возникновения самоорганизации, маломодового хаоса, многомодовой турбулентности. Приведены методы решения сложных нелинейных уравнений переноса в различных гидродинамических режимах. [c.2]

Основным условием возникновения турбулентности (хаоса) в перечисленньсх выше системах является нелинейная зависимость фазы (частоты) от амплитуды. [c.12]

Ламинарное течение, как показывает опыт, устойчиво только при некоторых условиях, определяемых значением критического числа Рейнольдса. При числах Рейнольдса, больших критического, ламинарное теченпе становится неустойчивым и переходит в турбулентное. Этот переход связан с возникновением в потоке незатухаюш их возмуш ений. Если образующиеся вследствие каких-либо внешних причин возмущения скорости и давления стечением времени затухают, то основное течение считается устойчивым, если же с течением времени они нарастают, то это свидетельствует о неустойчивости основного течения и возможном переходе ламинарного режима в турбулентный. Исходя из такого предположения о природе перехода, можно попытаться определить значение критического числа Рейнольдса с помощью теории устойчивости. [c.308]

На величину критического числа Рейнольдса влияет также интенсивность турбулентности е внешнего потока, определяемая отношением среднего квадратичного значения пульсации скорости к средней скорости. Согласно имеющимся экспериментальным данным, при малых значениях е (е<0,1%) Ккр не зависит от интенсивности турбулентностп внешнего потока, и основной причиной возникновения перехода является потеря устойчивости. При 6 >0,1 % возрастание интенсивности турбулентностп внешнего потока приводит к значительному сокращению ламинарного участка течения (например, при е = 1 % протяженность ламинарного участка на плоской пластине почти в 4 раза меньше, чем при е = 0,1%). Еще более сложным образом на переход влияют масштаб турбулентности и шероховатость обтекаемой поверхности. [c.314]

При возрастании числа Рейнольдса в потоке жидкости появляются, как изв,естно, сначала крупномасштабные пульсации. Возникновение этих пульсаций знаменует начало перехода ламинарного движения в турбулентное, причем к этому моменту формируется (по крайней мере в начальной стадии) и вязкий подслой. Эти единственные пульсации есть не что иное, как трансформированные вязкие возмущения. Поэтому их частота та же, что и у возмущений в вязком подслое, вследствие чего знак неравенства в приведенном выше выражении должен быть заменен на знак равенства. Соответственно этому для критического числа Рейнольдса, отвечающего переходу ламинарного движения в турбулентное, получается следующее соотношение [c.421]

Самьш важным здесь является то, что после числа Рейнольдса Кс4 параметры турбулентного движения не зависят ни от второго и ни от третьего характерных чисел Рейнольдса, т.е. турбулентное движение не запоминает эти числа Рейнольдса. Это означает, что развитие турбулентного движения через второй и третий этапы не является свойством турбулентного потока, а объясняется устойчивостью лами-шрного режима движения из-за упруговязких свойств среды. При этом свойства турбулентного потока не зависят и от четвертого характерного числа Рейнольдса. Оказывается, параметры турбулентного движения зависят от первого характерного числа Рейнольдса Rei, определяющего возникновение турбулентного движения вообще. Если упруговязкие свойства среды не гасили бы турбулентное движение, то оно развивалось бы плавно, без скачков, начиная с первого характерного числа Рейнольдса. Таким образом, действительные параметры развитого турбулентного движения предопределяются первым характерным числом Rei /33 - 56/. [c.53]

Таким образом, параметры развитого турбулентного движения не помнят историю возникновения самого движения (рис. 3.2) 1) они не зависят от величины физического (интегрального ) критического числа Рейнольдса (Re p), при котором происходит переход от одного режима движения в другой 2) с уменьшением числа Рейнольдса на параметрах потока не сказывается приближения перехода (Рвкр), и они ведут себя так же, как при плавном переходе из турбулентного режима движения в ламинарный при числе Рейнольдса намного меньшем, чем критическое и 3) плавный переход из одного режима движения в другой действительно реализуется при переходе от вязкого подслоя возле стенки в осредненное турбулентное движение в основном потоке, т.е. наличие [c.53]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...