Трение турбулентное кажущееся

При турбулентном течении на главное движение жидкости, происходящее вдоль обтекаемой поверхности, налагается поперечное движение, обеспечивающее перенос массы и обмен импульсами в поперечном направлении. Структурные исследования турбулентных потоков показали, что они состоят из вихревых образований различных размеров и интенсивности. В результате течение приобретает ярко выраженный нестационарный характер с пульсациями скорости в широком диапазоне частот. Крупные вихри порождают низкочастотную пульсацию, а мелкие—высокочастотную. Влияние молекулярной вязкости на этот процесс оказывается очень малым, и в известной степени турбулентное течение представляет собой сложное движение идеальной жидкости, в пределах которой вращается бесконечное число вихрей различных размеров и форм. Перенос массы через любую поверхность приводит к изменению количества движения и, следовательно, эквивалентен появлению в потоке добавочных сил, которые часто называют в противовес молекулярным силам силами турбулентного трения. Термин трение применительно к турбулентному потоку носит условный характер, и, подчеркивая эту условность, говорят о кажущемся (виртуальном) трении. Сопротивление каналов при переходе к турбулентному режиму тече-164 [c.164]

ТЕНЗОР НАПРЯЖЕНИЯ КАЖУЩЕГОСЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ТРЕНИЯ [c.505]

Вывод тензора напряжения кажущегося турбулентного трения [c.505]

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]

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]

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]

В виброреологии рассматривают реологические свойства тел именно по отношению к медленным воздействиям, в то время как истинные физические свойства остаются неизменными характерной чертой виброреологических констант (модулей упругости, коэффициентов трения, вязкости и т п.) является нх существенная зависимость от характера вибрации (см п. 7). Иногда в таких случаях целесообразно говорить о кажущемся измепенин физических или механических свойств под действием вибраций, хотя следует иметь в виду, что именно эти кажущиеся свойства представляют практический интерес. По-видимому, исторически первыми виброреологическими уравнениями являются уравнения Рейнольдса в теории турбулентности [26]. Этн уравнения приведены в п. 11 таблицы, где и — вектор скорости жидкости р — давление р — [c.260]

При турбулентном пограничном слое на плоской пластине с боковым скольжением правые части первых двух уравнений (11.58) должны быть дополнены членами, учитываюш,ими кажущееся турбулентное трение (глава XIX). Поэтому теперь оба эти уравнения нельзя перевести одно в другое перестановкой и ж w. Это означает, что при турбулентном пограничном слое на скользящей плоской пластине линии тока внутри пограничного слоя не параллельны направлению внешнего течения, что подтверждается и экспериментом В работе [ ] установлено также, что толщина вытеснения турбулентного пограничного слоя на скользящей пластине нарастает в направлении течения несколько сильнее, чем на нескользящей пластине. Это обстоятельство также показываеет, что принцип автономности неприменим при турбулентном пограничном слое. [c.244]

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]

I соответствует действительности. На стенках где у = к, уравнение (19.21) дает бесконечно большую скорость. Причина этого заключается в пренебрежении молекулярным, а также тур-булентным кажущимся трением. Вблизи стенки это допущение не выполняется. Здесь турбулентный пограничный слой смыкается с ламинарным подслоем. Этот вопрос требует особого исследования, и к нему мы вернемся позже. Поэтому пока мы исключим из нашего рассмотрения небольшие области нэпосредстзенно около середины канала и непосредственно около стенок. Уравнение (19.21) особенно примечательно тем, что оно не содержит в явной форме ни шероховатости, ни числа Рейнольдса ). Универсальный закон распределения скоростей (19.21) можно сформулировать следующим образом кривые распределения скоростей по ширине канала, полученные для любых чисел Рейнольдса и для любых шероховатостей, можно привести в совпадение, если разности скоростей г шах — и, сделанные безразмерными путем деления на и о/к, отложить в виде ординат на абсциссах у/к. Сравнение этого закона, который применим также для круглых труб, с экспериментальными результатами будет дано в 3 главы XX. [c.530]

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]

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 ...