Напряжения турбулентные (кажущиеся)

Итак, осредненные составляющие скорости турбулентного течения удовлетворяют уравнениям (18.9), которые отличаются от соответствующих уравнений для ламинарного течения присутствием дополнительных членов, зависящих от трения и определяемых тензором напряжения (18.10). Эти напряжения называются кажущимися напряжениями турбулентного течения. Они вызываются турбулентным пульсационным движением и получаются осреднением по времени величин, квадратичных относительно пульсационных скоростей. Так как эти напряжения прибавляются к обычным напряжениям вязкого течения и действуют на развитие течения сходным образом, то они часто называются также напряжениями кажущегося турбулентного трения. Полные напряжения получаются алгебраическим сложением обычных, вязких напряжений, определяемых равенствами (3.25а), и кажущихся турбулентных напряжений, следовательно, [c.507]

Сопоставляя уравнения движения для турбулентного пограничного слоя (7.54) и для ламинарного (7.56), замечаем, что в первом появился дополнительный член, который представляет собой кажущееся напряжение или турбулентное касательное напряжение в несжимаемой жидкости [c.130]

Из (1.30) видно, что пульсационное движение влияет на осредненное так, что в осредненном движении как бы возрастают сопротивления, поскольку в уравнениях (1.30) по сравнению с уравнениями Навье—Стокса появляются члены, содержащие дополнительные (турбулентные или кажущиеся) напряжения [c.44]

J ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ (КАЖУЩИЕСЯ) ТУРБУЛЕНТНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ 503 [c.503]

Дополнительные (кажущиеся) турбулентные напряжения [c.503]

ТЕНЗОР НАПРЯЖЕНИЯ КАЖУЩЕГОСЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ТРЕНИЯ [c.505]

Вывод тензора напряжения кажущегося турбулентного трения [c.505]

В большей части случаев кажущиеся турбулентные напряжения значительно больше ламинарных напряжений, и поэтому последние часто можно не учитывать, не делая при этом какой-лнбо заметной ошибки. [c.507]

Граничные условия. Осредненные по времени скорости, входящие в уравнения (18.9), должны удовлетворять таким же граничным условиям, как и истинные скорости при ламинарном течении, т. е. все составляющие скорости на твердых стенках должны быть равны нулю (условие прилипания). На стенках исчезают также все составляющие пульсационной скорости. Следовательно, на стенках все компоненты тензора кажущегося турбулентного трения равны нулю, и здесь остаются только вязкие напряжения ламинарного течения, так как они на стенках в общем случае не исчезают. Однако в непосредственной близости от стенки напряжения кажущегося турбулентного трения малы по сравнению с вязкими напряжениями ламинарного течения. Отсюда следует, что в очень тонком слое в самой непосредственной близости от стенки всякое турбулентное течение ведет себя в основном как ламинарное течение. В таком тонком слое, называемом ламинарным подслоем, скорости так малы, что силы вязкости здесь значительно больше сил инерции. [c.507]

При турбулентном течении пульсационное (побочное) движение все время извлекает — через посредство кажущихся напряжений — энергию из осредненного (главного) движения. Затем эта энергия преобразуется вследствие трения без остатка в тепло. Подставив скорости, определяемые равенствами (18.1), в выражение (12.8) для диссипации энергии, мы увидим, что одна часть этого выражения будет зависеть только от градиентов осредненной скорости. Эта часть полной диссипации называется прямой диссипацией. Оставшаяся часть полной диссипации, выражающая энергию, переводимую через посредство пульсационного движения в тепло, называется турбулентной диссипацией. Будучи отнесена к единице времени и к единице массы, она равна [c.514]

Для понимания турбулентности существенно уяснить следующее. Кажущиеся напряжения вызываются в основном большими турбулентными образованиями — с размерами порядка величины Ь, Вследствие неустойчивости течения непрерывно возникают движения все меньших и меньших турбулентных образований наконец, в самых малых турбулентных образованиях возникают столь сильные градиенты скорости (ди 1дх и т. д.), что здесь, в этих элементах, происходит преобразование движения в тепло. Следовательно, энергия, переносимая через посредство кажущихся напряжений из основного движения [c.514]

Формула Прандтля (19.7) для турбулентного касательного напряжения все же не вполне удовлетворительна. В самом деле, согласно формуле (19.76), полученной на основании формулы Прандтля, кажущаяся турбулентная [c.525]

В этой формуле означает безразмерное число, которое можно определить только опытным путем ). Из формулы (19.9) следует, что кажущаяся кинематическая вязкость 8 принимается постоянной по всей ширине каждого поперечного сечения, в то время как при прежней гипотезе [формула (19.76)1 она изменяется по поперечному сечению даже в том случае, если длина пути перемешивания принимается постоянной по всему поперечному сечению. Внеся значение (19.9) в формулу (19.2) для турбулентного касательного напряжения, мы получим [c.526]

Для того, чтобы преобразовать систему уравнений (23.8а) — (23.8г) к виду, более удобному для практических применений, вводятся, как и в главе XIX, эмпирические гипотезы об обмене импульсами и о теплообмене. Формула (19.1) для кажущегося касательного напряжения = х у используется при сжимаемом течении без всяких изменений. Для турбулентной теплопередачи вводится, по аналогии с законом теплопроводности Фурье [c.630]

В научной литературе можно еще встретить термин тензор кажущихся напряжений, отражающий условный, инерционный характер турбулентных напряжений. [c.690]

Чандрасекару удалось получить замкнутую систему уравнений для тензоров корреляций изотропной магнитной турбулентности, вычисляемых как средние от произведений значений скорости или напряженности магнитного поля в двух разных точках в различные моменты времени. Использование разновременных корреляций и предположение, что корреляции четвертого порядка выражаются через корреляции второго порядка в соответствии с нормальным законом, принятое Чандрасекаром, позволяют преодолеть упоминавшуюся выше трудность, связанную-с неполнотой системы. Однако это решение проблемы является в известном смысле кажущимся, так как начальными условиями для задачи определения корреляций в разные моменты времени являются неизвестные одновременные корреляции. [c.54]

Эти дополнительные напряжения называются кажущимися нйпряжениями турбулентного течения они складываются с напряжениями осредненного движения, с которыми мы познакомились при изучении ламинарных течений. Аналогичные дополнительные напряжения получаются и на площадках, перпендикулярных к осям г/ и 2. Совокупность всех девяти дополнительных напряжений называется тензором напряжений кажущегося турбулентного трения. Формулы (18.5) впервые были выведены О. Рейнольдсом из уравнений движения Навье — Стокса (см. следующий параграф). [c.504]

Уравнения (1-73) — (1-77) образуют систему основных уравнений плоскопараллельиого турбулентного пограничного слоя сжимаемой жидкости. Влияние пульсаций скорости сказывается в уравнениях количества движения, неразрывности и энергии в том, что там появляются соответственно добавочное рейнольдсово напряжение, кажущийся источник и добавочная передача энергии турбулентной теплопроводностью. Чтобы замкнуть систему, необходимо к этим уравнениям присоединить уравнения, связывающие пульсационные составляющие характеристик с их средними значениями. Сложность структуры турбулентного потока и отсутствие достаточного количества надежных опытных данных не позволяют решить эту задачу аналитически. Поэтому для получения необходимых данных по трению, теплообмену и массообмену решающее значение имеют полу-эмпирические методы, основанные на различных гипотезах и эмпирических соотношениях. Некоторые из этих методов рассматриваются в гл. 10 и 11. [c.26]

Пульсации плотности, наряду с турбулентным переносом тепла, являются второй важной ос< бенностью сжимаемых турбулентных течений. Конечно, при составлении тензора напряжения кажущегося турбулентного трения (см. 3 главы XVIII) ими нельзя автоматически пренебрегать. Формально для компонент тензора напряжения с учетом соотношения (23.3) вместо выражений (18.5) получаются следующие [c.628]

Преобразование координат. Преобразование координат, использованное в 4 главы XIII для сжимаемого ламинарного пограничного слоя, формальна может быть применено также к дифференциальным уравнениям сжимаемога турбулентного пограничного слоя. Если вместо кажущегося касательного напряжения ввести величину [c.642]

Таким образом, в рассматриваемом случае как и в плоском спутном течении, кажущаяся кинематическая вязкость постоянна во всей струе. Это означает, что для распределения скоростей получается формально такое же дифференциальное уравнение, как и в случае ламинарной струи, но с заменой кинематической вязкости V на кажущуюся кинематическую вязкость 8 турбулентного течения. Следовательно, мы можем использовать решение (11.15) — (11.17), полученное для ламинарной круглой струи. Выразив напряженность труи по-прежнему через постоянный кинематический импульс К, мы получим [c.667]

Обычно пульсации составляют сотые доли от среднего значения скорости, но влияние их на осредненное течение очень велико. Оно проявляется как бы в увеличении вязкости осредненного движения по сравнению с молекулярной вязкостью. Эта дополнительная или кажущаяся вязкость или кажущиеся турбулентные напряжения являются основными понятиями всех современных теорий турбулентности. ТерхМин кажущиеся отражает инерционный условный характер турбулентных напряжений. [c.121]

Диссипац.ия энергии в турбулентных течениях. Энергия направленного осредненного движения в результате наличия градиента скорости сИ11с1уФ0 непрерывно переходит в наиболее крупные моли жидкости, вызывающие появление кажущихся турбулентных напряжений. Вследствие неустойчивости движения непрерывно возникают асе меньшие и меньшие турбулентные образования. Для самых малых из них числа Рейнольдса Re = y /v оказываются малы, а силы молекулярного трения — велики. Именно на этом уровне масштабов, близких к молекулярным, энергия движения преобразовывается в тепло, т. е. происходит диссипации энергии главного движения. Как показывает приведенная оценка, диссипация энергии в турбулентном течении больше, чем в ламинарном. [c.128]

Ламииарный подслой толщиной бл, текущий у самой стенки. На стенке и = (усло вие прилипан ия). Кроме того, стенка гасит все турбулентные пульсаци и u = v = Q (условие непроницаемости и прилипания). Поэтому на стенке кажущееся турбулентное напряжение трения Тт = —Qv u = Q и действует только молекулярное трение % =xu + xr +x = л du dy)w В непосредственной близости от стенки на толщине бл пульсационные составляющие исчезающе малы и турбулентное трение пренебрежи-МО ло оравлению с молекулярным. Таким образом в ламинарном подслое турбулентного пограничного слоя течение является ламинарным и перенос всех субстанций имеет, в основном, молекулярный механизм. Все сказанное можно записать в виде граничных условий ламинарного подслоя [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...