Движение жидкости между турбулентное

Движение жидкости при турбулентном режиме всегда происходит со значительно большей затратой энергии, чем при ламинарном. Это объясняется тем, что при ламинарном режиме энергия расходуется только на преодоление сил внутреннего трения между движущимися с различной скоростью соседними слоями жидкости, а при турбулентном режиме значительная энергия затрачивается также на процесс перемешивания, вызывающий в жидкости дополнительные касательные напряжения. [c.96]

Такой режим движения жидкости называется турбулентным. Опыты показали, что турбулентный режим движения жидкости наступает тогда, когда превышено определенное значение числа Рейнольдса, называемое критическим. При получении числа Рейнольдса в процессе анализа картины течения жидкости указывалось, что это число характеризует соотношение между инерционными силами в потоке и силами вязкости. Турбулентный режим течения наступает вследствие существенного преобладания сил инерции над силами вязкости (скорость и плотность жидкости велики, вязкость мала). При определенном соотнощении этих величин ламинарное движение становится неустойчивым, этому моменту и соответствует критическое число Рейнольдса. Для случая обтекания плоской поверхности это значение равно [c.260]

Термин жидкость используется для описания вещества, обладающего способностью течь, т.е. здесь имеются в виду и жидкости, и газы. Если движение жидкости подчинено какому-то порядку, то говорят о ее струйном движении или ламинарном потоке либо через трубу, либо по поверхности. При этом каждая частица жидкости движется строго по линиям, параллельным стенкам трубы. Частицы жидкости, непосредственно прилегающие к стенкам, движутся медленнее, что объясняется действием вязкости, а на самих стенках их скорость падает до нуля. Вследствие этого возникает градиент скорости (Рис. 15.1а). Вышеописанная ситуация характерна для скоростей потока меньше критической скорости. При больших скоростях потока движение становится хаотическим, и каждая частица жидкости в этом случае перемещается по очень извилистой траектории. Такое движение жидкости называют турбулентным потоком. Несмотря на хаотическую природу такого потока, в среднем для всего потока по трубе получается профиль скорости, подобный показанному на Рис. 15.16. Можно считать, что по трубе течет ламинарный поток, если число Рейнольдса будет меньше, чем 2000, и турбулентный — если оно больше, чем 4000. Между этими величинами находится переходная зона. [c.242]

Одним из свойств области вихревого турбулентного движения является то, что обмен жидкостью между нею и окружающим пространством может быть только односторонним. Жидкость может втекать в нее из области потенциального движения, но никогда не вытекает из нее. [c.208]

От линии отрыва отходит, как мы знаем, уходящая в глубь жидкости поверхность, ограничивающая область турбулентного движения. Движение во всей турбулентной области является вихревым, между тем как при отсутствии отрыва оно было бы вихревым лишь в пограничном слое, где существенна вязкость жидкости, а в основном потоке ротор скорости отсутствовал бы. Поэтому можно сказать, что при отрыве происходит проникновение ротора скорости из пограничного слоя в глубь жидкости. Но в силу закона сохранения циркуляции скорости такое проникновение может произойти только путем непосредственного перемещения движущейся вблизи поверхности тела (в пограничном слое) жидкости в глубь основного потока. Другими словами, должен произойти как бы отрыв течения в пограничном слое от поверхности тела, в результате чего линии тока выходят из пристеночного слоя в глубь жидкости. (Поэтому и называют это явление отрывом или отрывом пограничного слоя.) [c.231]

Таким образом, непосредственно к стенке прилегает тонкая прослойка жидкости, в которой средняя скорость меняется по линейному закону. Величина скорости во всей этой прослойке мала — она меняется от нуля на самой стенке до значений о при у Уо- Эту прослойку называют вязким подслоем. Никакой сколько-нибудь резкой границы между вязким подслоем и остальным потоком, конечно, нет в этом смысле понятие о вязком подслое имеет лишь качественный характер Подчеркнем, что и в нем движение жидкости турбулентно ). [c.246]

Следует отметить, что, кроме двух отмеченных случаев турбулентного движения жидкости, может встретиться и некоторый промежуточный случай как переходный между ними. Такой случай может иметь место тогда, когда высота бугорков шероховатости А имеет тот же порядок, что и толщина бпл- [c.78]

Из аналогии между турбулентным движением макроскопических частиц жидкости и хаотическим движением молекул газа следует, что масштаб I турбулентного движения аналогичен длине Л свободного пробега молекул, [c.396]

Конечная величина пути смешения и постоянная скорость перемещения пульсаций служат основанием для аналогии между турбулентным движением жидкости и движением молекул газа при этом скорость перемещения турбулентных пульсаций является аналогом средней скорости теплового движения молекул, а длина пути смешения — аналогом длины свободного пробега молекул (в отличие от последних у турбулентных пульсаций эта величина переменна, что ограничивает указанную аналогию). [c.417]

Турбулентное движение - это сложное движение материи - сплошной среды - жидкости, газа и плазмы. Турбулентное движение возникает или при движении потока вязкой феды возле твердой поверхности, или при относительном движении двух потоков вязкой среды. В зависимости от конкретного движения внешние признаки, характерные только для турбулентного движения, могут быть различными. В сравнении с ламинарным турбулентное движение в трубах и каналах характеризуется резким увеличением сопротивления. При струйном течении ст]эуя, вытекающая из отверстия, имеет меньшую скорость, чем ламинарная нормальное сечение струи больше и струя быстрее размывается. При внешнем турбулентном движении толщина пограничного слоя и сопротивление движению больше. Теплообмен между турбулентным потоком и твердой поверхностью происходит более интенсивно, чем при ламинарном движении. [c.11]

Рассматривая различные случаи движения жидкости, мы не делали различия между ламинарным и турбулентным течениями, так как уравнения, описывающие ламинарные и турбулентные потоки, одинаковы, если они включают актуальные (истинные) значения входящих в них скорости, давления и т. д. Особенность турбулентного потока состоит в том, что в каждой его точке режимные параметры имеют пульсационный характер изменения во времени, который не поддается аналитическому описанию. Поэтому при исследовании турбулентных потоков вводятся осредненные по времени значения этих параметров, которые измеряются при экспериментальном исследовании и позволяют получить объективную информацию о таких потоках. [c.17]

Неустойчивость движения жидкости может проявляться не только в переходе от ламинарного режима к турбулентному, но и в резком изменении макроскопической структуры потока. Например, при движении вязкой жидкости между соосными вращающимися цилиндрами линиями тока могут служить плоские кривые в виде концентрических окружностей (см. п. 8.4). Но при определенных условиях такой характер течения может нарушиться, и в зазоре между цилиндрами возникнут крупные кольцевые вихри с осями, параллельными окружной скорости. Сечения таких вихрей плоскостью, проходящей через ось вращения, показаны на рис. 9.4. [c.363]

Наряду с различием конфигураций граничных поверхностей необходимо учитывать влияние режимов движения жидкости на величину и механизм потерь. Как известно из гл. 2 и 5, кинематические структуры ламинарного и турбулентного потоков различны турбулентные пульсации порождают добавочные касательные напряжения, которые обусловливают увеличение потерь энергии в турбулентных потоках по сравнению с ламинарными при сопоставимых условиях. Для оценки потерь важно знать условия перехода ламинарного течения в турбулентное. Этот вопрос рассмотрен в 6 настоящей главы. Здесь укажем только на классический опыт О. Рейнольдса, который, наблюдая поведение подкрашенных струек жидкости в стеклянной трубке, установил существование критического значения числа Ре = цd/v, определяющего границу между ламинарным и турбулентным режимами. Если для круглых труб число Рейнольдса опре-152 [c.152]

В основу полуэмпирической теории турбулентного пограничного слоя положена аналогия между турбулентным движением жидкости в трубе и в пограничном слое. При рассмотрении задачи [c.330]

Как уже указывалось, в турбулентном потоке всегда наблюдается пульсация скоростей. Под действием пульсации частицы жидкости, движущиеся в главном (осевом) направлении потока, получают, кроме того, также и поперечные перемещения, вследствие чего между соседними слоями жидкости возникает обмен частицами, вызывающий непрерывное перемешивание жидкости. Однако у стенок, ограничивающих поток, имеют место совсем иные, особые условия для движения жидкости. Наличие твердых [c.128]

Режим движения жидкости, промежуточный между ламинарным и турбулентным, называется переходным. Интервал существования переходного режима ограничивается критическими значениями Ре, р [c.40]

Для области устойчивого турбулентного режима (кривая D, рис. 73) 2,0, что подтверждено данными многочисленных исследований. Поэтому в гидравлике для турбулентного режима движения жидкости и принята квадратичная зависимость между средней скоростью движения и потерями энергии [c.96]

Движение в турбулентном пограничном слоена пластине. У передней кромки пластины (рис. 7.9), как уже отмечалось, образуется ламинарный пограничный слой с толщиной б. На расстоянии от передней кромки режим движения в пограничном слое становится переходным. Режим движения жидкости, промежуточный между ламинарным и турбулентным, называется переходным режимом движения. Область пограничного слоя, на протяжении которой режим движения переходный, называется переходной зоной. [c.128]

В диапазоне изменения числа Грасгофа 10 режим движения жидкости, а при Gr>410- — турбулентный. В качестве характерного размера выбрано расстояние между пластинами. [c.182]

Опыт показывает, что движение жидкости в трубе происходит при двух резко различающихся между собой режимах—ламинарном режиме и турбулентном режиме. При ламинарном движении в цилиндрической трубе частицы жидкости движутся по прямым, параллельным образующим трубы при турбулентном движении имеется беспорядочное перемешивание жидкости в направлении, перпендикулярном к образующим трубы. Турбулентный поток можно рассматривать только в среднем как установившееся движение. [c.44]

Наблюдения показывают, что в природе существуют два различных вида движения жидкости во-первых, слоистое упорядоченное, или ламинарное, движение, при котором отдельные слои жидкости скользят относительно друг Друга, не смешиваясь между собой, и, во-вторых, неупорядоченное, или турбулентное , движение, когда частицы жидкости движутся по сложным, все время изменяющимся траекториям и в жидкости происходит интенсивное перемешивание. Уже давно известно, что вязкие жидкости (масла) движутся большей частью упорядоченно, а маловязкие жидкости (вода,воздух)—почти всегда неупорядоченно. Ясность в вопросе о том, как именно будет происходить движение жидкости в тех или иных условиях, была внесена в 1883 г. в результате опытов английского физика Рейнольдса. [c.151]

Рис. 91. Схема, иллюстрирующая обмен количества движения между двумя соседними слоями жидкости в турбулентном потоке.

Рис. 91. Схема, иллюстрирующая <a href="/info/204040">обмен количества движения</a> между двумя соседними слоями жидкости в турбулентном потоке.

При турбулентном движении жидкости вследствие наличия пульсаций происходит перенос элементов жидкости в направлении, перпендикулярном стенке вместе с этими элементами переносится и тепло, так как отдельные более горячие слои жидкости перемешиваются с другими более холодными слоями. Поэтому при турбулентном движении теплообмен между жидкостью и стенкой происходит более интенсивно, чем в случае ламинарного движения. [c.229]

Скорость движения жидкости при этом определяется величиной разности температур между жидкостью и стенкой само же движение по своему характеру может быть как ламинарным, так и турбулентным. [c.230]

Режим движения жидкости, промежуточный между ламинарным и турбулентным, называется переходным. [c.168]

Движение жидкости может быть ламинарным или турбулентным. При ламинарном режиме частицы жидкости движутся послойно, яе перемешиваясь. Турбулентный режим характеризуется непрерывным перемешиванием всех слоев жидкости. Ламинарное течение переходит в турбулентное при критическом значении числа Рейнольдса Не = wl/v, где V — кинематическая вязкость, м /с. Режим движения жидкости, промежуточный между ламинарным Я турбулентным, называется переходным. [c.196]

Таким образом, в случае турбулентных течений сложное движение континуума, моделирующего дискретную среду, вторично осредняется и при этом возникают проблемы составления полной системы уравнений для определения средних характеристик движения и проблемы изыскания способов экспериментального измерения осредненных характеристик движения. В теории турбулентности, в противоположность ранее рассмотренным разделам гидромеханики, нет и, видимо, не может быть единого подхода к исследованию всевозможных задач для изучения различных классов движений жидкости предложены различные теории турбулентности. В настоящее время разработаны различающиеся между собой теории турбулентных течений в трубах, в атмосфере, в спутной струе реактивного двигателя и во многих других случаях. [c.247]

В результате возникает сложное движение жидкости по винтовой линии. С увеличением радиуса R влияние центробежного эффекта уменьшается и в пределе при прямой трубе (R oo) исчезает. Вторичная циркуляция может наблюдаться как при турбулентном, так и при ламинарном течении. В последнем случае имеет место упорядоченное движение жидкости со сложными траекториями не смешивающихся между собой струек. [c.218]

В 3-16 нами было пояснено особое очень существенное физическое явление - явление передачи механической энергии от одной элементарной струйки к другой через боковую разграничивающую их поверхность. При этом было обращено внимание на то, что такая передача энергии может ос)шдествляться, например, при ламинарном движении жидкости, когда турбулентный обмен жидкости между соседними струйками отсутствует. [c.179]

НИИ жидкости, совершаемом по закону турбулентного, т. е. вихревого, движения, устройство лабиринтного уплотнения улучшает герметичность. Для. определения скорости и количества просачиваемой жидкости в зависимости от разности давлений и величины зазора рассмотрим движение жидкости между двумя параллельными поверхностями А и ВХфит. 52), рашолЬженными на [c.221]

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]

См. (33,1). Мы не делаем здесь раз, ]ичия между и и А выбор системы отсчета, по отношению к которой расскатривается движение, устанав.чи-вается тем, что жидкость вне турбулентной области пред 1с, 1гастся неподвижной. [c.409]

Теплоотдача от плоской пластины при обтекании пластины турбулентным потоком жидкости. Рассмотрим теплообмен между пластиной и жидкостью при турбулентном движении последней. Как и ранее, ограничимся приближением пограничного слоя, которое может быть найдено из анализа уравнений двилшния жидкости и переноса теплоты в турбулентном пограничном слое. [c.444]

Кроме конфигурации граничных поверхностей необходимо учитывать влияние режимов движения жидкости па величину и механизм, потерь. Как известно из гл. 2 и 5, кинематические структуры ламинарного ji турбулентного потоков различны турбулентные пулбсащш "Гпорождают добавочные касательные напряжения, которые вызывают увеличение потерь энергии в турбулентных потоках по сравнению с ламинарными при сопоставимых условиях. Для оценки потерь важно знать условия перехода ламинарного течения в турбулентное. Этот вопрос рассмотрен в п. 6.6. Здесь укажем только на классический опыт О. Рейнольдса, который, наблюдая поведение подкрашенных струек жидкости в стеклянной трубке, установил сугцествование критического значения числа Re =-- vdh, определяющего границу между ламинарным и турбулентным режимами. Если для круглых труб число Рейнольдса определять по формуле Re = vdiv (где а — средняя скорость потока d—диаметр трубы), то, как показали опыты О. Рейнольдса и других исследователей, при Re < Re p = = 2300 наблюдается устойчивый ламинарный режим, при Re > [c.140]

Второй вид движения жидкости, которое наблюдается при больших скоростях, называется турбулентным ( турбулентус по-латински — вихревой) движением (режимом). В этом случае в движении жидкости нет видимой закономерности. Отдельные частицы перемешиваются между собой и движутся по самым причудливым все время изменяющимся траекториям весьма сложной формы. Поэтому такое движение иногда также называют беспорядочным. В действительности, несмотря на кажущуюся на первый взгляд беспорядочность движения, и при турбулентном режиме имеют место определенные закономерности. [c.108]

В области турбулентного режима движения жидкости (линия DEF) зависимость между скоростью и потерями напора приводится к такому соотношению [c.105]

Для гидравлически гладких труб показатель степени п примерно равен 1,75 (tg 2 1,75) в области доквадратичного сопротивления п переменное и изменяется в пределах от 1,75 до 2,0 в области квадратичного сойротивления п = 2,0 (tg ад = 2). Поэтому в гидравлике для турбулентного режима движения жидкости при больших числах Рейнольдса принята квадратичная зависимость между средней скоростью движения и потерями напора [c.106]

Внутри ячеек поток движется вверх, а по их перифе-, рии—вниз. При числах Рэлея, меньших 1700, движение жидкости отсутствует и теплота переносится теплопроводностью. При числах РЗлея, превышающих 47000, ячеистая структура поля потока начинает разрушаться и режим движения между пластинами переходит в турбулентный. [c.182]

Все теоретические исследования о движении вязкой жидкости исходят из предпосылки о справедливости уравнений Навье —Стокса для истинного неустановившегося пульсирующего движения. Однако ввиду крайней запутанности, извилистости и сложности траекторий частиц жидкости при турбулентном движении и, повидимому, вообще всех основных функпиональных связей получение решения уравнений Навье — Стокса для таких движений представляет собой крайне громоздкую и сложную задачу, которую можно сравнить с задачей об описании движения отдельных молекул большого объёма газа. Поэтому, подобно тому как в кинетической теории газов, так и в гидромеханике основные задачи о турбулентных движениях жидкости ставятся как задачи о разыскании <функциональных соотношений между средними величинами. [c.128]

Турбулентные течения значительно сложнее ламинарных. Для изучения турбулентности нужны методы, существенно отличающиеся от тех, которые применяются для изучения ламинарого движения. Беспорядочный характер движения отдельных частиц (жидких комков) жидкости в турбулентном потоке требует применения методов статистической механики. Между статистической механикой молекулярного движения и статистической гидроаэромеханикой вязкой жидкости, несмотря на то что они кажутся на первый взгляд аналогичными, существует принципиальное отличие. Оно выражается прежде всего в том, что суммарная кинетическая энергия молекул не меняется со временем (по кинетической теории газов), тогда как в турбулентном потоке кинетическая энергия жидкости всегда в той или иной мере рассеивается, переходя вследствие вязкости в тепло. [c.147]

Чем больше силы трения в реальной жидкости, тем больше, при равных прочих условиях, потери напора hj-. Между силами трения и потерями напора hf (т. е. работой сил трения) существует, естественно, определенная зависимость. Зная распределение в потоке напряжений х, а также скоростей и (дающих нам величину перемещений частиц жидкости), мы могли бы подсчитать работу сил трения и тем самым определить потери напора. Однако такая задача является весьма трудной, в частности, в связи с тем, что поле скоростей и нам часто бывает неизвестным. Здесь приходится идти особыми приближенными путями, освещаемыми ниже. При этом, рассматривая вначале простейший случай движения жидкости — установившееся равномерное движение (местные потери отсутствуют) — мы пользуемся особым уравнением, которое дает связь только между силами трения и потерями напора. Это достаточно точное уравнение принято называть основным уравнением установившегося равномерного движения жидкости (см. 4-2). На основании этого уравнения, а также на основании законов Ньютона о силах внутреннего трения (см. 4-3), мы далее и устанавливаем необходимую нам зависимость, связывающую потери напора и скорости движения жидкости. Этот вопрос достаточно хорошо решается теоретически для простейших случаев ламинарного движения (см. 4-4 и 4-5). В случае турбулентного режима приходится прибегать к использованию некоторых экспериментальных коэффищ1ентов, вводимых в теоретический анализ. [c.130]

Необходимо учитывать, что при желании описать то или другое достаточно сложное физическое явление (например, явление турбулентного движения жидкости) приближенной математической зависимостью, устанавливающей связь между различными характеристиками (параметрами) данного явления, часто поступают следующим образом. Сперва создают в своем воображении так называемую неполную модель данного явления (неполную в том смысле, что эта модель не полностью отражает рассматриваемое явление, несколько схематизируя, упрощая его). После этого подвергают анализу с использованием аппарата механики и математики не действительность (которая сложна и поэтому недоступна указанному анализу), а принятую неполную воображаемую модель. Именно, исходя из такой модели, и получают соответствующие расчетные зависимости и формулы. Само собой разумеется, что эти зависимости могут считаться приемлемыми только после экспериментальной их проверки (и часто после введения в них соответствующих поправочных коэффищ1ентов, учитывающих отличие принятой модели от действительности). Различные авторы при исследовании определенного явления могут принимать различные модели и получать при этом разные результаты. Само собой разумеется, что удачной моделью будет та, которая приведет нас к результатам, достаточно хорошо согласующимся с опытными данными. Иногда мы можем столкнуться с [c.151]

Через поверхность раздела благодаря пульсацион-ным поперечным скоростям происходит некоторый обмен жидкости между водоворотной областью и транзитной струей. Турбулентные касательные напряжения (см. 4-7), действующие вдоль поверхности раздела, относительно велики. Поэтому потеря напора в пределах водоворотной зоны получается большая. На длине переходного (послеводоворот-ного) участка имеем также повышенные потери напора сравнительно с дальнейшими участками равномерного движения. [c.182]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...