Уровень турбулентности

Указанные изменения прежде всего проявляются в близкой к стенкам, ограничивающим поток, весьма малой по толщине области пограничного слоя. Снижаются пристеночные поперечные пульсации скоростей и давлений, и это оказывает решающее влияние на общий уровень турбулентности и поведение всего потока в целом. При этом уже при нескольких миллионных долях полимера по отношению к растворителю достигается значительное уменьшение гидравлического сопротивления. [c.158]

Процесс выравнивания нестационарных температурных полей, сформированных неравномерным теплоподводом по радиусу пучка, связан также с действием такого механизма как конвективный организованный перенос жидкости по винтовым каналам относительно оси труб. Интенсивность этого механизма определяется относительным шагом закрутки витых труб S/d, или числом Fr, . Чем меньше число Fr , тем более интенсивно происходит выравнивание неравномерностей поля температур теплоносителя в поперечном сечении пучка. Этот механизм переноса действует тем более эффективно, чем выше уровень турбулентности на границе соседних винтовых [c.47]

Обнаруженное влияние поля температуры теплоносителя, сформированного неравномерным полем тепловыделения по радиусу пучка витых труб, на поле скорости потока необходимо учитывать при разработке модели течения и ее математическом описании и при нестационарном протекании процессов тепломассопереноса. Необходимость использования уравнения движения в виде (1.8) может быть обоснована также при исследовании процесса выравнивания неравномерности поля скорости, сформированной входным патрубком при адиабатическом течении воздуха. Эксперименты проводились на моделях теплообменного аппарата с 127 витыми трубами овального профиля с относительным шагом S/ d = 16 и числом Fr , = 470 на экспериментальной установке, описанной в [39]. Вход потока в пучок бьш осесимметричным. Неравномерность поля скорости формировалась системой входных решеток, уровень турбулентности за которыми составлял 6%. Скорость потока измерялась в выходных сечениях пучков различной длины трубкой полного напора, малочувствительной к углу скоса потока до 20° [39]. Длина пучков соответствовала расстояниям от входа lid, 18,7d, 90,5d. При этом входные условия сохранялись неизменными, число Re s 10 и = 305 К. Среднеквадратичная погрешность определения скорости составляла 3%. [c.107]

Полученная формула свидетельствует об одинаковом механизме воздействия нестационарных граничных условий на процесс тепломассообмена в пучке витых труб независимо от числа Рг д. Действительно, производная по времени мощности тепловой нагрузки ЭЛ /Эг связана с производной для температуры стенки ЭГ /Эг, входящей в безразмерный параметр, определяемый выражением (5.46) и учитывающий изменение турбулентной структуры потока в пристенном слое при изменении температуры стенки труб. Поэтому действие величины дN/ )т)y на коэффициент к должно быть независимым от шага закрутки витых труб, или числа Рг . В то же время с уменьшением числа Рг, , (или 3/(1) интенсивность закрутки потока в пучке возрастает, а рост закрутки потока увеличивает уровень турбулентности прежде всего в пристенном слое, интенсифицируя обменные процессы между пристенным слоем и ядром потока. Кроме того, увеличиваются конвективный перенос между соседними ячейками пучка и организованный перенос массы теплоносителя по винтовым каналам труб в межтрубном пространстве. Эти обменные процессы в пучке витых труб должны ускорять процесс выравнивания температурных неравномерностей в потоке при уменьшении числа Рг и при нестационарном протекании тепломассообменных процессов. Поэтому при одинаковой структуре формул (5.63) и (5.60) для пучков с Рг = 57 и 220 и идентичной качественной зависимости коэффициента к от числа Фурье Ро количественно результаты расчета по (5.63) и (5.60) отличаются при одном и том же числе Ро (рис. 5.18, 5.19). При этом для пучка с числом Рг = 57 значения коэффициента к в первые моменты времени существенно меньше, чем значения коэффициента к для пучка с Рг = 220. При Рг = 10 [c.167]

При углах раскрытия диффузора перед ступенью 30 и 55° к. п. д. моделей 1 и 2 снизился по сравнению с к. п. д. модели 1 на 3 и на 6%. Улучшение работы модели 3, имеющей угол у" = 55°, по сравнению с моделью 2 связано с благоприятным влиянием плавной конусности проточной части и повышенной турбулентностью потока за подготовительной ступенью. Высокий уровень турбулентности натекающего на последнюю ступень потока снижает интенсивность срывных явлений у периферии НА и способствует повышению к. п. д. ступени. Поэтому, учитывая реальную степень турбулентности перед последней ступенью ЦНД, угол конусности периферийного обвода ступени можно повышать прибли- [c.224]

Уровень турбулентности потока за рабочим колесом воздушной турбины заметно выше, чем в типичной аэродинамической трубе для продувки плоских решеток турбинных профилей. [c.70]

В работах [2, 3] показано, что в определенных условиях (при постоянном и выровненном профиле входных скоростей и отношении максимальной скорости в сечении IP max к среднерасходной W, близком к единице) уровень турбулентности воздушного потока оказывает заметное влияние на интенсивность теплообмена на начальном участке трубы и, следовательно, должен учитываться при проведении соответствующих исследований. В данной статье сделана попытка использовать аналогичный подход для оценки влияния некоторых типов входных устройств на теплообмен в начальном участке трубы. [c.78]

По нашим опытным данным, при входе с острой кромкой и коротким успокоительным участком (l/d == 1) в ядре потока iy/d < 0,31) сохраняется равномерность поля скоростей, тогда как в пристеночном слое yid > 0,31) скорость резко падает. Уровень турбулентности в ядре потока составляет 2%. Такая несколько заниженная величина уровня турбулентности потока (по сравнению со стабилизированным течением) обусловлена предварительной подготовкой потока в данном исследовании В пристеночном слое (y/d > 0,31) наблюдалось интенсивное вихреобразование, и уровень турбулентности воз- [c.80]

Вихревая зона при этом занимает примерно половину сечения трубы (рис. 4). Интенсивность турбулентности в этой зоне достигает 40—60% уId > — 0,4) при Re = 10 и снижается до 20—30% при Re = 10 . На стороне наружного угла приу/йй > 0,3 и Re = 10 уровень турбулентности потока имеет величину порядка 4%, т. е. характерную для стабилизированного течения. Средняя по сечению интенсивность турбулентности при Re = 3-10 равна приблизительно 29%. [c.85]

Проведение экспериментов в турбулентном сжимаемом потоке, особенно при сверхзвуковых скоростях движения, сопряжено с большими трудностями, связанными со взаимодействием измерителя и исследуемого потока. Вследствие этого экспериментальные сведения о турбулентности в сжимаемых потоках очень ограничены, и до настоящего времени не установлен точно даже уровень турбулентности сверхзвуковых аэродинамических труб. [c.307]

А. Прежде всего рассмотрим существенные различия истечения затопленной струи из сопла и диафрагмы (рис. 1.21). В первом случае для формирования струи с возможно более равномерным начальным профилем скорости используется сужающееся сопло с плавным очертанием контура, при этом степень поджатия потока п < 3-10 (отношение площадей поперечного сечения на входе и выходе из сопла) позволяет снизить уровень турбулентности потока в выходном сечении сопла. При истечении струи из диафрагмы реализуется отрывное обтекание ее острой кромки, профиль скорости в начальном сечении струи неравномерен и имеет минимум в центре начального сечения струи. На рис. 1.22 представлены зависимости [1.10] средней скорости и продольных пульсаций скорости на оси струи от продольной координаты при истечении струи из сопла и диафрагмы с [c.36]

Имеющиеся в литературе данные [1-7], даже по таким простейшим характеристикам, как длина начального участка струи и толщина слоя смешения, весьма разноречивы. Расхождение экспериментальных данных, с одной стороны, объясняется различием в начальных условиях истечения (начальный уровень турбулентности, толщина и состояние пограничного слоя, число Рейнольдса), не всегда достаточно полно приводимых в работах. С другой стороны, в большинстве работ по причинам экономии приходится проводить эксперименты на мелкомасштабных моделях, что приводит к снижению точности измерений. Кроме того, при измерении на малых моделях обычно малы числа Рейнольдса Ке. При этом истечение струи становится неавтомодельным и зависит от Ке. [c.565]

В данной работе проведены измерения уровней пульсаций давления на начальном участке струй воздуха, гелия и фреона, корреляций пульсаций давления с продольной и радиальной компонентами скорости р и ) и р у )), а также спектров пульсаций давления в ядре струи. Истечение струй происходило из сопел диаметром 75 мм или 40 мм. Начальный уровень турбулентности е составлял 4, 1 и 0.2%. [c.572]

Для того чтобы протестировать предложенные определяющие соотношения и продемонстрировать их возможности, необходимо привлечь дифференциальную модель турбулентности, использующую понятие турбулентной вязкости. Здесь для замыкания определяющей системы уравнений была использована однопараметрическая модель С-А [19], позволяющая с хорошей точностью описывать многие пристеночные турбулентные течения. Тестирование современных дифференциальных моделей турбулентности (см., например, [9, 20]) показало, что эта модель одна из наиболее точных и универсальных. Однако известно, что она, как и многие другие модели турбулентности, хуже описывает струйные течения. Оказалось [20], что модель С-А примерно в 2 раза завышает скорость смешения в плоской и в круглой струях и в то же время несколько уменьшает по сравнению с экспериментальными данными уровень турбулентности в плоском слое смешения. Кроме того, проведенные здесь расчеты показали, что эта модель занижает турбулентную вязкость в трехмерной пристеночной струе. Поэтому для ее уточнения в уравнение для турбулентной вязкости был введен ряд дополнительных слагаемых аналогично [21]. Уравнение для турбулентной вязкости приняло вид [c.586]

Так как в трехмерной пристеночной струе уровень турбулентной вязкости, рассчитанный по оригинальной версии модели С-А оказался вблизи стенки заниженным, пришлось увеличить роль слагаемого, связанного с ее порождением. Для этого при вычислении порождения турбулентности учитывались дополнительные анизотропные слагаемые в связи тензора напряжений Рейнольдса с тензором скоростей деформации. Эта модификация описывается соотношениями (4.5). Наконец, в диффузионном слагаемом в уравнении для г/ также были внесены уточнения, связанные с анизотропией коэффициентов переноса (слагаемые с (72 = 3 в (4.4)). [c.587]

Влияние магнитного поля на теплообмен характеризуется а) воздействием на профиль усредненного течения нагретого газа и б) воздействием на уровень турбулентности. Для того чтобы определить, сколь существенно это влияние в конкретных условиях коаксиального плазмотрона, оценим значение числа Стюарта - безразмерного параметра, характеризующего интенсивность магнитогидродинамического взаимодействия, определяемого как [c.111]

Здесь - характерная скорость течения газа в плазмотроне, принятая равной 100 м/с. Таким образом, можно пренебречь влиянием магнитного поля как на профиль усредненного течения, так и на уровень турбулентности в нагретом газе. [c.111]

Между кавитацией в потоке жидкости и кавитацией на теле, движущемся в неподвижной жидкости, нет существенного различия, В обоих случаях важными параметрами являются относительные скорости и абсолютные давления. Если они одинаковы, то возникают одинаковые типы кавитации. Единственным различием, о котором стоит упомянуть, является более низкий уровень турбулентности в неподвижной жидкости. Кавитация в потоке жидкости часто наблюдается в относительно длинных каналах, в которых турбулентность полностью развивается до зоны кавитации. Гидравлические машины являются типичным примером комбинации этих двух случаев, В корпусе жидкость движется вдоль неподвижных направляющих поверхностей, а в рабочем колесе находятся в движении как жидкость, так и направляющие поверхности. [c.25]

Отношения диаметра тела к диаметру водяной струи были равны от 2,08-Ю-з до 16,7-10 , а отношения плошадей поперечного сечения от 4,34-10 до 277-10 , Число Рейнольдса, при котором коэффициент давления при отсутствии кавитации в следе за гладкими сферическими телами равен 1,22, оказалось равным 200 000. Согласно экспериментальным данным для сфер, полученным в гидродинамической трубе [17] при турбулентном режиме течения, уровень турбулентности при таком числе Рейнольдса имеет порядок 1%- Результаты измерений каверн на сферах, дисках и конусах с углом при вершине 45° представлены на фиг. 5,32—5.34. Для сферы положение точки отрыва заранее [c.236]

Визуальные и фотографические наблюдения кавитации в струях показывают, что даже в условиях возникновения кавитации каверны образуются не в одном месте, а в широкой зоне, там, где напряжения трения и уровень турбулентности велики. Этого следовало ожидать, так как интенсивность последовательных вихрей и пульсации давления изменяются вследствие случайного характера турбулентности. Путем регистрации среднего уровня шума, сопровождающего наступление кавитации, Роуз [58, 59] установил, что условия возникновения кавитации в среднем соответствуют Кг 0,55. Вспышки кавитации наблюдаются при значениях К до 0,7. При уменьшении К частота и интенсивность этих вспышек увеличиваются во всей области, где велики касательные напряжения. Аналогично схлопывание пузырьков в струе с полностью развитой кавитацией, по-видимому, происходит на всем начальном и даже на основном ее участке. [c.280]

Углы смачивания 82 Ударные волны при схлопывании пузырька 143—146, 154—160 Упрочнение поверхности под действием кавитации 431 Уровень турбулентности 236 Ускоренные испытания на кавитационное разрушение 445 Ускоряющие решетки (см. Решетки гидропрофилей) [c.676]

За зданием и над ним наблюдается высокий уровень турбулентности. Так, например, над зданием значение е возрастало максимально до 26 % в опы- [c.266]

На рис. 6 приведено сравнение экспериментальных данных [6] (1.2) с теоретическими (3.4) для струи, вытекающей из прямоугольной диафрагмы (2ао = 62.Бмм, 2Ьо = Б мм). Начальный уровень турбулентности около 2%, скорость истечения варьировалась в пределах 40-90 м/с, что соответствует числам Рейнольдса (1.5-6) 10 . Но оси ординат отложено отношение сторон поперечного сечения струи п = а/Ъ 2, 4), по оси абсцисс - = х/ 2Ьо). Расчетная кривая а/Ъ = /(ж°) качественно согласуется с экспериментальными точками, хотя и сдвинута относительно них вправо, что можно объяснить двумя причинами. Во-первых, пограничным слоем в начальном сечении. Из-за этого здесь имеются крупные вихри конечного размера. В расчете же предполагалось, что начальная толщина слоя смешения и соответственно начальный радиус вихря равны нулю. Во-вторых, истечение из диафрагмы сопровождается начальным поджатием струи, которое в случае прямоугольного отверстия может быть несимметричным и отношение его сторон (ак/Ък) может отличаться от принятого в расчете. [c.319]

На рис. 7 представлены расчетные (3, 4) и экспериментальные (1, 2) данные для струи, вытекающей из плавного прямоугольного сопла с размерами выходного сечения 2ао = 50 мм, 2Ьо = 3 мм, ао/Ьо = 16.7 2, 3) при наличии выходного участка постоянной площади длиной 40 мм [14]. Сопло имеет большое поджатие, и уровень турбулентности в начале струи составлял 0.3% (при скоростях истечения 60 м/с и числах Рейнольдса, определенных по 2Ьо, Re 1.2 10 ). На рис. 8 сопоставляются экспериментальные данные 1, 4) с расчетом (3, 6) для прямоугольной струи ао = ЮЬо в двух вариантах а) истечение из диафрагмы (1-3) б) истечение из канала такого же поперечного сечения (2ао = 40 мм, 2Ьо = 4 мм) длиной xl = 200 мм (4-6). Здесь число Рейнольдса, определенное по 2Ьо = 4 мм, Re = 12200 при уровне турбулентности для диафрагмы 5 и для канала 3%. На рис. 6-8 приведено изменение скорости = Um/ui вдоль оси струи, принятое в расчете (для рис. 6, 7, 8 соответственно 3, 3, 3 ж 6) ж полученное в экспериментах (1, 1, 2 и 4). [c.320]

Рассмотрим один из таких случаев - диффузионное горение в однородном турбулентном потоке. Пусть в канал постоянного сечения раздельно подаются горючее и окислитель в виде системы большого числа близко расположенных струй, в которых уровень турбулентности и турбулентной вязкости очень велики. Поэтому течение быстро становится статистически однородным по сечению. Поля средних параметров поперек канала выравниваются, однако пульсации скорости и концентрации остаются. [c.372]

Измерения корреляционной функции R y,y ) были проведены на начальном и основном участках турбулентных воздушных струй, истекающих из круглого сопла. Диаметр сопла при исследовании начального участка составлял 75 мм. Начальный уровень турбулентности был равен 0.2%, толщина пограничного слоя составляла примерно 1.Ьмм, а течение в нем было переходным от ламинарного к турбулентному. Средняя скорость истечения равнялась 1.6 и 3.7 м/с. Пространственная корреляционная функция измерялась на расстоянии двух диаметров d выходного сечения сопла. Можно ожидать, что турбулентность на начальном участке струи при не очень больших числах Рейнольдса имеет неразвитую структуру и при решении (1.2) получится небольшое число собственных чисел, содержащих почти всю энергию пульсаций. Развитая турбулентность изучалась на основном участке турбулентной струи. Диаметр сопла в этом случае составлял 10 мм при скорости истечения 50 ж/с. Измерения проводились на расстоянии x/d = 63.5 от среза сопла. [c.434]

Еще одним фактором, влияющим на изменение скорости и температуры плазменных струй вдоль оси, является уровень турбулентности на срезе сопла заметное влияние которого начинает проявляться при Во > 5% [83] и который приводит к более интенсивному смешению струи с окружающей средой. В плазмотронах с аксиальной ламинарной подачей холодного газа в канал, т. е. при отсутствии искусственной турбулизации, наблюдается турбулентность потока у среза сопла. Степень ее обусловлена, в основном, неустойчивостью горения дуги [85]. Турбулентность плазменной струи у среза сопла максимальна при малых расходах газа и токах, когда малый расход газа не может стабилизировать дугу, так как при малом токе ее диаметр значительно меньше диаметра канала. С ростом расхода газа стабильность горения дуги повышается, а с ростом тока стабилизирующее воздействие оказывают стенки дугового канала. [c.159]

Ке. Следовательно, как при набросе, так и при сбросе тепловой нагрузки, с увеличением числа Ке уменьшается влияние тепловой нестационарности на теплоотдачу, точнее, уменьшается относительное увеличение турбулентности за счет нестационарного теплового воздействия, ибо уровень турбулентности быстро растет с увеличением Ке. С ростом турбулентной теплопроводности также уменьшается относительный вклад переноса тепла за счет нестационарной теплопроводности. [c.112]

Цилиндрическая (рис. 146) Повышенная угловая скорость закрученного патока из-за уменьшения радиуса вихря при перетекании заряда при сжатии из надпоршневого пространства в объем камеры сгорания. Существенное изменение структуры потока после закрытия впускного клапана. Повышенный уровень турбулентности. Увеличенная по сравнению с плоской камерой площадь поверхности пламени на ранней стадии процесса сгорания, тк. большая часть камеры сгорания расположена непосредственно под свечой зажигания [7, 8]. [c.16]

Уровень турбулентности в цилиндре влияет на скорость распространения турбулентного пламени. Цилиндрическая камера имеет исключительно высокий пик турбулентности, однако этот пик наступает слишком рано, чтобы эффективно способствовать распространению основного пламени. [c.22]

В начальный период развития пламени площадь его контакта со стенкой играет огромное значение для скорости сгорания, а уровень турбулентности влияет в меньшей степени. Скорость тепловыделения в этот период для разных камер в зависимости от уровня турбулентности будет изменяться незначительно и сгорание определяться, главным образом, скоростью ламинарного распространения фронта пламени, зависящего от давления и температуры. Поэтому начальный период процесса сгорания мало зависит от структуры потока в цилиндре двигателя и в большей степени зависит от состава топливовоздушной смеси (рис. 20). [c.24]

Из рис. 48 видно, что время выгорания 10-90 % подвергается меньшим изменениям, чем период сгорания 0-10 %. При заданном угле опережения зажигания, обеднение смеси увеличивает продолжительность сгорания 10-90 % по двум причинам. Во-первых, из-за более низкой в этом случае ламинарной скорости фронта пламени период сгорания 10-90 % начинается позднее. Во-вторых, в течение процесса сжатия уровень турбулентности в цилиндре уменьшается более интенсивно. [c.49]

В пристенном слое трубы скорость V изменяется по закону квазитвердого вращения [39], причем максимальное значение скорости V устанавливается на внешней границе пристенного слоя. Таким образом, скорость V изменяется в тонком пристенном слое от нуля на стенке труб до максимального значения на внешней границе. С ростом числа Рейнольдса при заданном числе Ргм интенсивность закрутки уменьшается, а следовательно уменьшается и скорость V (см. рис. 1.6, 6). Поэтому в переходной области чисел Ее < Ю следует ожидать большей интенсивности тепломассообменных процессов. Составляющая вектора скорости w, направленная перпендикулярно большей стороне овального профиля трубы, также, как и составляющая скорости V достигает максимального значения на внешней границе пристенного слоя (см. рис. 1.6, б). При этом скорость И в подветренной части профиля направлена к стенке трубы, а в наветренной — от стенки. Такие эпюры скоростей в ячейках пучка витых труб свидетельствуют о наличии интенсивных обменных процессов между пристенным слоем и ядром потока благодаря конвекции. Изменение скоростей V и И в тонком пристенном слое от О до максимальных значений означает, что закрутка потока воздействует, прежде всего, на пристенную область течения, где за счет этого существенно повышается уровень турбулентности по сравнению с уровнем турбулентности в ядре потока пучка [39]. Этот эффект сказывается на увеличении коэффициента теплоотдачи в пучках витых труб, который возрастает в той же мере, что и коэффи- [c.45]

Следует отметить, что по данным работы [25], где проведено обобщение работ раэличных авторов, для развитого турбулентного потока в гладкой трубе уровень турбулентности, [c.46]

На критическое число Рейнольдса, при котором имеет место переход в пограничном слое от ламинарного течения к турбулентному, сильное влияние оказывают два фактора уровень турбулентности в набегающем потоке и шероховатость цилиндра. Увеличение шероховатости или турбулентности свободного потока приводит к уменьшению критического числа Рейнольдса, Рисунок 15-9 [Л. 9] иллюстри- [c.405]

Максимальный уровень турбулентности наблюдается в камере типа "Quartette", причем он практически совпадает по времени с ВМТ, [c.34]

На местную теплоотдачу влияют степень турбулентности, ее масштаб, число Рейнольдса п шероховатость поверхности. Влияние турбулентности в случае сверхкритического и докритического о.мываний, по дашплм [1], показано на рис. 1.2. Из этих данных в(.fтeкa т, что турбулентность набегающего потока существенно влияет на местную теп. юотдачу в невихревой области (130° > ср 0). При увеличении турбулентности до 15 % теплообмен возрастает в 1.7 раза. В кормовой части, где уровень турбулентности высок, внешняя турбулентность оказывает слабое влияние. [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...