Профиль скорости в трубе универсальный

Профиль скорости в трубе универсальный 160 [c.434]

Одной из особенностей универсального профиля скорости является его зависимость от числа Рейнольдса, как показано на рис. 13-8 [Л. 4]. Графики зависимости м/[У от у/го, приведенные на этом рисунке, иллюстрируют увеличение полноты профиля скорости с ростом Re. Как и в случае пограничных слоев, профиль скорости в трубе оказывается возможным представить степенным зако-290 [c.290]

Это предположение подтверждается следующими экспериментальными фактами. Во-первых, профиль скорости в пограничном слое на стенках прямолинейных участков цилиндрических труб такой же, как и профиль скорости на плоской пластине, независимо от того, какое течение — ускоренное или замедленное — предшествовало течению около прямолинейного участка трубы. Во-вторых, профиль скорости над точкой отрыва в турбулентном пограничном слое несжимаемой жидкости не зависит от параметров течения во внешнем потоке до точки отрыва. Универсальность отрывного профиля нри различном характере течения до сечения отрыва также говорит о том, что можно пренебречь влиянием внешнего потока вне небольшой окрестности рассматриваемого сечения. Наконец, опыты но исследованию взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем непосредственно показывают, что заметные изменения в пограничном слое происходят лишь на расстоянии, равном всего не скольким толщинам пограничного слоя. Следовательно, даже очень сильное изменение давления во внешнем потоке, вызванное скачком уплотнения, влияет на характер течения в пограничном слое впереди скачка уплотнения лишь в малой окрестности. [c.332]

Рис. 2.25. Универсальный профиль суммарной скорости в трубе

Полуэмпирические теории 20-х и 30-х годов рассматривали только простейшие статистические характеристики турбулентных течений. Как правило, принимаемые в этих теориях гипотезы позволяли замкнуть уже самые первые уравнения системы Фридмана—Келлера, содержащие только одноточечные первые и вторые моменты гидродинамических полей — так называемые уравнения Рейнольдса. Заметную роль в полуэмпирических теориях играло использование свойств симметрии турбулентности в течениях того или иного вида и некоторых простейших гипотез подобия (в частности, в полуэмпирических теориях турбулентных струй и следов за обтекаемыми телами). Так, например, одним из важнейших выводов полуэмпирических теорий явилось установление универсального (т. е. справедливого при всех не слишком малых числах Рейнольдса) логарифмического закона для профиля осред-ненной скорости в трубах, каналах и пограничных слоях на плоской пластинке. Этот закон можно вывести из одной только естественной гипотезы подобия, касающейся распределений вероятностей гидродинамических полей турбулентности в полупространстве, или из соображений размерности, опирающихся на простейшие предположения о физических величинах, определяющих в этом случае турбулентный режим. [c.15]

Рнс. 9.5. Универсальный профиль безразмерной скорости в пограничном слое на пластине, в плоской и круглой трубах а — и/ц, = jiu./v Ь — u/u. = 5,75 Ig (yu,/v) + 5.1 [c.366]

Рис. 195, Универсальный профиль безразмерной скорости в пог раничном слое на пластине, в плоской и круглой трубах

Так как выражения для логарифмического профиля скоростей (XI.56) или (XI.57) получены в предположении, что ламинарные касательные напряжения пренебрежимо малы по сравнению с турбулентными, то логарифмический профиль будет иметь место только на некотором удалении от ламинарного подслоя. Очень тщательные измерения показали (это видно и на рис. XI.8), что вблизи центра трубы распределение скоростей несколько отлично от логарифмического, но оно не очень существенно и в практических расчетах не учитывается. Можно считать, что логарифмический профиль скоростей является универсальным, пригодным для широкого диапазона чисел Re. [c.274]

Более простым, но далеко не универсальным профилем скоростей при турбулентном движении в трубе является так называемый степенной профиль. Этот профиль при числах Re 5-10 [c.276]

При наличии поверхностного массообмена и турбулентном течении в трубе безразмерные координаты v+ и у+ не позволяют получить универсальный профиль скоростей. Графики и+=/(у+) — расходящиеся кривые, зависящие от параметра 6. Для расчета поправки на изменение толщины ламинарного подслоя в зависимости от Re и 0 на основании аппроксимации расчетных данных по методике [6.35] Т. М. Батищевой составлено уравнение [c.157]

Некоторые общие характеристики турбулентного течения в трубах и механизм переноса импульса обсуждались в гл. 6. Было показано, что у стенки существует универсальный турбулентный профиль скорости ( закон стенки ). Разрушение ламинарной структуры течения и образование турбулентных вихрей приводят к резкому возрастанию турбулентной вязкости жидкости. Согласно теории пути смешения Прандтля увеличение вязкости сопровождается также существенным увеличением турбулентной теплопроводности. Мы рассмотрим эту простую модель процесса теплообмена при турбулентном течении и проанализируем ее следствия. [c.184]

Воспользуемся универсальным профилем скорости, рассмотренным в гл. 6 и приведенным на рис. 6-11. Так как при стабилизированном турбулентном течении в трубе касательное напряжение изменяется линейно от некоторого значения на стенке до нуля на оси трубы [уравнение (6-12)], то легко определить зависимость между касательными напряжениями в любой точке поля потока и на стенке. Для определения ей воспользуемся уравнением (9-7а) и универсальным профилем скорости. [c.191]

Для русл, которые недостаточно широки, чтобы их можно было считать двумерными, такие универсальные зависимости для профиля скорости неприменимы. Если поперечное сечение русла не сильно отличается от круга, то для потерь напора на практике принято, как и в случае замкнутых труб некруглого сечения, использовать коэффициенты сопротивления трения для круглых труб. В этом случае применяется формула Дарси. Для иных форм поперечного сечения можно использовать формулы для коэффициента Шези С. При больших числах Рейнольдса шероховатость стенок можно считать вполне развитой , и поэтому коэффициент Шези можно найти по формуле (13-73). [c.326]

В последнее время всесторонним теоретическим исследованием проблемы теплопередачи при движении жидкости в трубе занимался Рейхардт . В основу исследования он положил универсальный профиль скоростей при турбулентном движении, измеренный им самим в непосредственной близости от стенок. Всю область течения он разделил не на две, а на три зоны на зону чисто ламинарного течения на промежуточную зону, в которой действие молекулярной вязкости и теплопроводности сравнимо с действием турбулентного перемешивания, и на зону чисто турбулентного течения (ядро потока), в которой действие молекулярной вязкости и теплопроводности ничтожно мало по сравнению с действием турбулентного перемешивания. Для материальных характеристик, кроме коэффициентов вязкости и теплопроводности, а также удельной теплоемкости в каждой зоне берутся свои средние значения. Теория Рейхардта очень сложна, но зато она позволяет с единой точки зрения подойти к оценке всех до сих пор известных опытов, произведенных как при самых малых, так и при самых больших коэффициентах вязкости. Одним из важных результатов этой теории является опреде- [c.538]

Рис. 6.1. Универсальный безразмерный профиль средней скорости турбулентного течения около гладкой стенки по данным измерений в трубах,, каналах и пограничном слое, полученный разными экспериментаторами

Рис. 8.21. Универсальный логарифмический профиль осредненной скорости турбулентного течения в трубе по Прандтлю—Никурадзе. Ло

Анализ турбулентного пограничного слоя при внешнем течении связан с решением тех же вопросов, что и исследование стабилизированного турбулентного течения в трубах. В расчетах наиболее надежно попользовать опытные профили скорости. К счастью, измерения профилей средней скорости в турбулентных пограничных слоях показывают, что существует универсальный ттро-филь, очень похожий на профиль скорости в трубах. Следовательно, в расчетах можно использовать любую из [c.121]

Большую роль в полуэмпирич. теориях играют гипотезы подобия (см. Подобия теория). В частности, они служат основой полуэмпирич. теории Кармана, согласно к-рой в плоскопараллельном потоке путь перемешивания ку /у", где v—v y) — скорость течения, а х — постоянная. А. Н. Колмогоров предложил использовать в полуэмпирич. теориях гипотезу подобия, по к-рой хар-ки Т. выражаются через её интенсивность Ь и масштаб I (напр., скорость диссипации энергии 8 Ь /1). Одно из важнейших достижений полуэмпирич. теории Т.— установление универсального по числу Рейнольдса (при больших Не) логарифмич. закона для профиля скорости в трубах, каналах и пограничном слое на не слишком малых расстояниях у от стенки [c.771]

Логарифмический закон изменения скоростей так же, как и степенной, заимствован из внутренней задачи. Никурадзе в результате обработки опытов с гладкими трубами нашел универсальную, пригодную для всех чисел Re , зависимость безразмерной скорости от безразмерного расстояния от стенки. В результате использования логарифмического закона для профиля скоростей Сквайр и Юнг разработали метод расчета турбулентного пограничного слоя. Л. Е. Калихман получил решение уравнения в конечном виде. А. А. Дородницын распространил решение на сжимаемую жидкость. [c.61]

В определенном противоречии с перечисленными выше исследованиями находятся результаты работы Po ysia [206], согласно которому опытные точки, отвечающие различным компонентам, хорошо согласуются между собой в координатах b =f W ), однако полученная зависимость лежит примерно на 40% ниже кривой, рассчитанной при помощи универсального профиля скоростей. Такое расхождение может быть объяснено тем, что в [206] безразмерные скорость и толщина пленки рассчитывались не на основании истинных касательных напряжений, которые имели место при движении двухфазного потока в канале, а по потерям давления при течении того же количества чистого газа в гладкой трубе. [c.219]

Измеренные в этих опытах распределения скоростей воды по радиусу трубы удовлетворительно согласуются с универсальным профилен,причем в исследованной области режимных параметров влияние неизотермич-ности потока воды на профиль скоростей проявлялось незначительно. [c.83]

На заре развития теории турбулентного пограничного слоя (двадцатые годы нашего столетия) прп использовании интегральных методов решения задачи профили скоростей в сечениях слоя задавали в том же виде, что и в сечениях плоских или цилиндрических труб. При этом ставили в соответствие толщину пограничного слоя радиусу трубы, переменную скорость на внешней границе слоя — постоянной вдоль трубы скорости на ее оси. В самом начале широко применялись степенные законы, в частности закон одной седьмой , вноследствии, с ростом рейнольдсовых чисел, одной восьмой , одной девятой и т. д. Крупным по тому времени шагом вперед явилось использование универсального логарифмического профиля скорости или дефекта скорости ). Если ие говорить об области вязкого подслоя, то пограничный слой представлялся однородным, без разделения на отдельные зоны степенные и логарифмические распределения скоростей принимались справедливыми по всему сечеиию слоя. [c.749]

Высокочастотная сварка. Исключительно важное, значение имеет сварка изделий при высокочастотном нагреве, особенно сварка продольных швов труб, профилей и оболочек кабелей [42]. В настоящее время на более чем шестидесяти станах высокочастотной сварки ежедневно изготавливается свыше 3 млн. м труб и профилей из ннзкоуглеродистых сталей и сплавов цветных металлов. Диаметр труб составляет 10 — 530 мм при толщине стенки 0,5—10 мм. Достоинства шовной сварки при высокочастотном нагреве заключаются в универсальности способа, позволяющего сваривать практически любые металлы без применения защитных сред в высокой экономичности процесса, связанной с локализацией энергии в узкой зоне кромок в высоком качестве соединения и большой скорости процесса, достигающей 120 м/мин. В некоторых случаях, например при сварке алюминиевых и стальных оболочек кабелей связи, высокочастотный метод является единственно возможным способом нагрева. [c.213]

Длину л , на которой происходит вырождение закрученного течения, можно определить из анализа зависимости коэффициента гидравлического сопротивления на единицу длины трубы, касательного напряжения трения или универсального профиля суммарной скорости потока по длине трубы. Опытное определение ве)1ичины л для лопаточные завихрителей (см. табл. 1.1) показало, что вышеуказанные способы определения л дают близкие результаты (в пределах 20%). Обобщение результатов этих опытов при Ее = (0,5...1,5)° 10 для всех завихрителей позволило найти [c.31]

Универсальная влажнопаровая труба (стенд /П на рис. 2,1) позволяет проводить исследования турбинных решеток в поле оптического прибора. Для этой цели служит рабочая часть, схематически показанная на рис. 2.5. Решетка профилей, скрепленных по торцам тонкими пластинами, имеющая прозрачные каналы, укрепляется в поворотных кольцах, в которых установлены оптические стекла. Конструкция допускает исследования решеток различного типа в широком диапазоне углов входа потока изменение угла входа существляется поворотом решетки и соответствующим перемещением направляющих, подвижно соединенных с концевыми лопатками. Предусмотрена специальная организация потока на входе и за решеткой, обеспечивающая возможность изучения решеток в неравномерном поле скоростей при разной дисперсности жидкой фазы и рассогласовании скоростей фаз. Все рабочие части стенда /// имеют систему измерений, включающую определение параметров потока на входе и выходе дисперсности, скольжения капель и степени влажности, полного и статического давлений, направления потока, температуры торможения, а также распределения давления по обводам каналов, пульсаций полного и статического давлений. [c.29]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...