Турбулентность

Хорошо известно, что ламинарные течения неустойчивы при очень больших числах Рейнольдса, когда течение перерождается в турбулентное. Это означает, что, хотя поле ламинарного течения представляет собой решение полных уравнений движения, удовлетворяющих всем граничным условиям, оно не есть единственное решение, поскольку, разумеется, поле турбулентного течения тоже удовлетворяет как дифференциальному уравнению движения, так и граничным условиям. [c.260]

Хорошо известно, что турбулентные течения ньютоновских жидкостей представляют наиболее трудный для анализа тип течений. Так как полное описание распределения скоростей в турбулентном течении не только невозможно получить, но и трудно было бы практически использовать, турбулентные течения, вообще говоря, описываются в терминах средних значений как скорости, так и давления [c.261]

Турбулентные течения очень трудны для анализа даже в случае ньютоновских жидкостей, поскольку в настоящее время нет вполне удовлетворительной феноменологической теории, позволяющей вычислить член уравнения (7-1.23), описывающий напряжения Рейнольдса, V-(pv v ). В случае неньютоновских жидкостей нелинейность уравнения состояния приводит к значительным дополнительным трудностям, и возможный анализ с необходимостью носит лишь качественный характер. [c.280]

Влияние какой-либо упругости, которой жидкость может обладать в заданном поле течения, зависит от того, как велико Л и как мал некоторый характерный временной масштаб течения. В турбулентных течениях этот временной масштаб фактически очень мал [23], и значительные аномалии поведения наблюдаются даже для лишь слегка упругих жидкостей, таких, как разбавленные растворы полимеров [24]. Фактически в качестве характерного временного масштаба турбулентного течения можно взять [c.280]

Перед тем как начать обсуждение исследований турбулентных течений, уместно привести феноменологическое описание наблюдаемого поведения. Наблюдаемый перепад давления при турбулентном течении разбавленных растворов полимеров в круглых трубах часто является неожиданно более низким, чем тот, который наблюдался при той же самой расходной скорости чистого растворителя, несмотря на то что вязкость раствора больше вязкости чистого растворителя. Это явление известно как явление снижения сопротивления. Аналогичное явление наблюдается и при обтекании погруженных тел, если полимер инжектируется в пограничный слой. [c.281]

При принятом выше определении числа Рейнольдса типичное поведение, наблюдаемое у разбавленных растворов, проиллюстрировано на рис. 7-1, хотя в литературе указывались и другие типы зависимости [27, 28]. При равных числах Рейнольдса коэффициент трения зависит от диаметра трубы, достигая ньютоновского значения при очень больших диаметрах. Для более концентрированных растворов часто наблюдается поведение, иллюстрируемое на рис. 7-2. Здесь еще чувствуется влияние диаметра, но переход от ламинарного течения к турбулентному обнаружить нелегко, хотя, вообще говоря, можно различить небольшой изгиб вблизи точки Re = 2100. [c.283]

В литературе часто встречается несколько иная точка зрения, основанная на концепции утолщения пограничного слоя в жидкостях с пониженным сопротивлением. В этом подходе внимание сосредоточивается на структуре пристенной турбулентности, а не на скорости диссипации во всем ноле течения. Для обоснования такого подхода очевидна важность экспериментов по снижению лобового сопротивления в шероховатых трубах, однако опубликованные до сих пор результаты до некоторой степени противоречивы. Корреляции, основанные на этом подходе, часто появляются в литературе и представляются обычно в терминах критического касательного напряжения на стенке Ткр, ниже которого снижение сопротивления не наблюдается. Если для коэффициента трения при отсутствии эффекта снижения сопротивления использовать [c.284]

Другая концепция, введенная в анализ явления снижения сопротивления, основана на том факте, что жидкие нити в турбулентном поле течения непрерывно растягиваются. Поскольку известно, что упругие жидкости имеют высокое сопротивление растяжению, это было выдвинуто в качестве возможной причины пониженного уровня интенсивности турбулентности в таких жидкостях. Если попытаться найти количественную формулировку для такого подхода, то вновь приходим к такой же группировке переменных, как в правой части уравнения (7-5.5). Интересно заметить, что подход, основанный на рассмотрении волн сдвига, вводил бы в рассмотрение критерий Elj и, следовательно, согласно уравнению (7-2.29), давал бы несколько иную зависимость от числа Рейнольдса. [c.286]

С увеличением толщины теплового пограничного слоя при ламинарном течении жидкости у поверхности пластины интенсивность теплоотдачи уменьшается. В переходной зоне общая толщина пограничного слоя продолжает возрастать, однако значение а при этом увеличивается, потому что толщина ламинарного подслоя убывает, а в образующемся турбулентном слое тепло переносится не только теплопроводностью, но и конвекцией вместе с перемещающейся массой, т. е. более интенсивно. В результате сум-.марное термическое сопротивление теплоотдачи убывает. [c.80]

После стабилизации толщины ламинарного подслоя в зоне развитого турбулентного режима коэффициент теплоотдачи вновь начинает убывать из-за возрастания общей толщины пограничного слоя. [c.80]

При течении жидкостей в трубах (см. рис. 9.4) ламинарный режим на стабилизированном участке наблюдается до Re p= a)d/v = 2300, а при Re>10 устанавливается развитый турбулентный режим (здесь d — внутренний диаметр трубы). [c.82]

В (10.9), справедливой для наиболее распространенного турбулентного течения при Re = 10 Ч-5 1 О и Рг = 0,6- 2500, определяющим размером является внутренний диаметр трубы d. Если это не круглая труба, а канал произвольного сечения, то формула (10.9) тоже применима, только определяющим размером будет эквивалентный диаметр канала d KB = 4F/n, где F — площадь поперечного сечения П — внутренний периметр этого сечения. [c.85]

Поскольку Re >10 режим течения турбулентный. Воспользуемся формулой (10.9) и рассчитаем [c.86]

Для определения влияния любого размерного фактора на коэффициент теплоотдачи необходимо выразить все безразмерные числа через входящие в них размерные величины и получить зависимость а от всех размерных величин в явном виде. Но скорость входит только в одно безразмерное число Re, поэтому степень ее влияния на а равна степени влияния Re на Nu. Для продольного обтекания пластины — при ламинарном течении в пограничном слое и — при турбулентном. [c.212]

Для чисто вязких жидкостей имеются удовлетворительные корреляции [22] для падения давления при турбулентном течении в круглых трубах. Обобщенное число Рейнольдса определяется так, чтобы данные по ламинарному течению на графике коэффициент трения — число Рейнольдса лежали на ньютоновской линии (см. ypaBHejane (2-5.25)). В турбулентном течении коэффициент трения оказывается зависящим как от числа Рейнольдса, так и от параметра п , определенного уравнением (2-5.13), и оценивается но уровню касательного напряжения на стенке. [c.280]

Если представить в такой форме данные для полимерных ja TBopOB, то возникает вопрос о подходяш ем определении числа ейнольдса, поскольку вискозиметрическая вязкость этих растворов обычно зависит от скорости сдвига. Обычно используют такое определение числа Рейнольдса, при котором справедлива корреляция для ламинарного течения полимерного раствора [26], ука-зываюш ая на отсутствие снижения сопротивления при числах Рейнольдса ниже 2100 (переход к турбулентному режиму никогда не наблюдается при значениях, меньших 2100). В действительности падение давления при ламинарном течении раствора более высокое, чем при течении с той же расходной скоростью чистого раство- [c.281]

Проблема устойчивости течения жидкости хорошо известна в классической гидромеханике. В обш ем виде эту проблему можно сформулировать следующим образом. Пусть дана хорошо постаь-ленпая краевая задача. Может существовать (и даже быть получено в явном виде) точное решение уравнений движения, удовлетворяющее всем граничным условиям, которое является стационарным в эйлеровом смысле d dt = 0). Все же такое решение может быть неустойчивым в том смысле, что если в некоторый момент времени наложить на это решение малые возмущения, то эти возмущения самопроизвольно будут стремиться возрастать с течением времени, а не затухать. Это означает, что существует другое (возможно, нестационарное) решение уравнений движения и что практически наблюдаемый режим течения будет нестационарным, поскольку, конечно, в реальном случае невозможно избежать каких-либо возмущений. Типичным примером этого является турбулентное течение в трубе постоянного сечения, где имеется также стационарный, но неустойчивый режим течения, называемый ламинарным. [c.297]

При малых числах Re преобладают силы вязкости и режим течения жидкости ламинарной (отдельные струи потока не перемешиваются, двигаясь параллельно друг другу, и всякие случайные завихрения быстро затухают под действием сил вязкости). При турбулентном течении в потоке преобладают силы инерции, поэтому завихрения интенсивно развиваются. При продольном обтекании пластины (см. рис. 9,2) ламинарное течение в пограничном слое нарушается на расстоянии Хкр от лобовой точки, на котором Re p = ЮжХкр/v 5 10 . [c.82]

При Re >ReKp режим течения жидкости в пограничном слое турбулентный и расчетная зависимость для локального коэффициента теплоотдачи имеет вид [c.84]

Если же Re >5-10 т. е. почти на всей длине пластины режим течения жидкости в юграничном слое турбулентный, то [c.84]

Турбулентные пульсации обеспечивают смешение достаточно крупных порций топлива с окислителем, создавая перемежающиеся объемы топлива, окислителя и продуктов сгорания (макросмешение). Однако для горения необходимо смешение на молекулярном уровне. В каждом из этих объемов реагенты путем молеку- [c.133]

Для многих газов число Рг практически постоянно и близко к единице. Для воздуха Рг 0,7. Тогда при турбулентном течении воздуха внутри трубы Nu = 0,018Re . [c.212]

Опыты иоказьшают, что возможны два режима или два вида течения жидкостей и газов в трубах ламппарны11 и турбулентный. [c.62]

В п. 1,22 было указано, что для турбулентного течения характерно перемешивание жидкости, нульсан,нн скоростей и давлений. Если с помощью особо чувствительного прибора-самописца иаме- [c.82]

Смотреть страницы где упоминается термин Турбулентность : [c.49] [c.50] [c.152] [c.261] [c.280] [c.281] [c.283] [c.285] [c.287] [c.79] [c.80] [c.81] [c.81] [c.84] [c.134] [c.141] [c.222] [c.59] [c.63] [c.64] [c.64] [c.64] [c.64] [c.82] [c.83] [c.299]

Теория и техника теплофизического эксперимента (1985) -- [ c.0 ]

Методы подобия и размерности в механике (1954) -- [ c.44 , c.127 ]

Механика жидкости и газа (1978) -- [ c.522 ]

Оптическая голография Том1,2 (1982) -- [ c.93 , c.239 , c.523 ]

Гидроаэромеханика (2000) -- [ c.154 , c.156 ]

Защита от коррозии на стадии проектирования (1980) -- [ c.33 , c.237 ]

Теоретическая гидромеханика Часть2 Изд4 (1963) -- [ c.658 ]

Теория пограничного слоя (1974) -- [ c.415 ]

Стохастичность динамических систем (1984) -- [ c.250 , c.258 ]

Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах (0) -- [ c.80 , c.275 ]

Волны в жидкостях (0) -- [ c.12 , c.224 , c.577 , c.582 , c.585 ]

Хаотические колебания (1990) -- [ c.11 , c.12 , c.16 , c.17 , c.118 , c.238 ]

Введение в теорию колебаний и волн (1999) -- [ c.436 , c.493 ]

Вычислительная гидродинамика (0) -- [ c.15 , c.35 , c.125 , c.331 , c.351 , c.451 , c.455 , c.457 , c.461 , c.462 , c.507 , c.508 ]

Вычислительная гидродинамика (0) -- [ c.15 , c.35 , c.125 , c.331 , c.351 , c.451 , c.455 , c.457 , c.461 , c.462 , c.507 , c.508 ]

Вычислительная гидродинамика (1980) -- [ c.15 , c.35 , c.125 , c.331 , c.351 , c.451 , c.455 , c.457 , c.461 , c.462 , c.507 , c.508 ]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...