Вязкость турбулентного обмена

Одним из наиболее простых и достаточно распространенных является подход, связанный с использованием модели турбулентной вязкости, которая в ряде случаев дает удовлетворительные результаты. В этом случае в уравнениях Рейнольдса пренебрегают пульсационными членами за счет введения эффективной вязкости, которая равна сумме молекулярной ди турбулентной вязкостей. Недостаточная информация о механизме турбулентного обмена при таком подходе компенсируется введением турбулентного аналога вязкости. [c.112]

Отсюда коэффициент турбулентного обмена А, обозначающий согласно (4-1) произведение pw yl, может быть истолкован как коэффициент турбулентной вязкости (аналог обычного динамического коэффициента вязкости j-) [c.77]

МОЖНО, вообще говоря, найти выражения для коэффициентов турбулентной вязкости и диффузии. Конкретный вид формул для коэффициентов турбулентного обмена, полученных на основе квазиравновесной теории турбулентности в случае горизонтального турбулентного течения со сдвигом при наличии стратификации, рассматривается в следующих главах. [c.207]

Получены универсальные алгебраические выражения для коэффициентов турбулентной вязкости и температуропроводности смеси в вертикальном направлении, зависящие от локальных значений таких параметров среды, как кинетическая энергия турбулентных пульсаций, динамические числа Ричардсона и Колмогорова, а также от внешнего масштаба турбулентности. Выведено алгебраическое уравнение для турбулентного числа Прандтля. Использование величины турбулентной энергии в качестве аргумента в выражениях для коэффициентов турбулентного обмена позволяет (при решении дополнительного дифференциального уравнения) приближенно учитывать неравновесность турбулентности по отношению к полям средних скоростей и температур, которая имеет место в свободных течениях в слоях с поперечным сдвигом скорости. [c.273]

И. Л. Розовский (1957, 1958) задал логарифмическое распределение продольных скоростей (по вертикали) и соответствующее ему переменное по глубине распределение коэффициента турбулентной вязкости. Вместе с тем он проанализировал решение задачи о поперечных составляющих скорости на изгибе широкого турбулентного потока при задании других законов распределения продольных скоростей и соответствующих им распределений коэффициентов турбулентного обмена. Розовский (1957, [c.780]

Связь между коэффициентом турбулентного обмена и коэффициентом теплообмена. Как уже было сказано, при наличии градиента температуры или градиента концентрации примеси пульсационное движение в турбулентном течении влечет за собой, во-первых, сильный обмен импульсами между слоями, движущимися с различными скоростями, и во-вторых, повышенный тепло- и массообмен. Следовательно, теплообмен и обмен импульсами, а потому теплопередача на стенке и сопротивление трения тесно связаны между собой. На эту аналогию между процессами обмена тепла и импульсов впервые указал О. Рейнольдс [ ], поэтому ее часто называют аналогией Рейнольдса (п. 3 5 главы XII). С помош ъю аналогии Рейнольдса можно из известных законов сопротивления трения в турбулентном течении вывести заключения о теплопередаче. Коэффициенты обмена Ах и Ад для импульса и тепла имеют такую же размерность, как и коэффициент вязкости л, а именно КТЬ" (в технической системе единиц). Кроме числа Прандтля [c.631]

КОСТИ без применения предположений теории пограничного слоя. При решении задач глобальной метеорологии Лейт [1965] применял различные вихревые вязкости в горизонтальном и вертикальном направлениях. Рассматривая сравнительно маломасштабный процесс движения облаков, Лилли [1966] пришел к выводу, что в этом случае адекватной является лишь трехмерная модель турбулентности. Леблан [1967] рассмотрел три различных способа введения коэффициентов турбулентного обмена. [c.462]

Интенсивность турбулентного смешения определяется коэффициентом турбулентного обмена А, имеющего смысл коэффициента кинематической вязкости в случае переноса количества движения, температуропроводности в случае переноса количества тепла и коэффициента диффузии при переносе вещества [c.55]

Рассмотрим влияние основных режимных параметров — давления, массовой скорости и пар о содержания для указанных выше видов кризиса теплоотдачи. С изменением давления меняется плотность фаз, сила поверхностного натяжения, вязкость и т. д., что сказывается на параметрах парообразования и толщине граничного кипящего слоя. Различная скорость потока обусловливает разный градиент скорости в слое. Это оказывает влияние на размеры отрывающихся пузырьков пара и интенсивность эвакуации их в ядро течения. Турбулентные пульсации, также зависящие от средней скорости течения, определяют интенсивность диффузии капель из ядра и срыва жидкости с пленки. С изменением энтальпии потока меняется скорость, влагосодержание и интенсивность обмена жидкостью между ядром потока и пристенным слоем. " [c.120]

Гидравлическое трение вызывается вязкостью (как молекулярной, так и турбулентной) реальных жидкостей и газов, возникающей при их движении, и является результатом обмена количеством движения между молекулами (при ламинарном течении), а также и между отдельными частицами (при турбулентном течении) соседних слоев жидкости (газа), движущихся с различными скоростями. [c.30]

В схематизированном турбулентном потоке, кроме указанных сил турбулентного обмена вследствие пульсаций, еще проявляются (главным образом вблизи стенки) силы внутреннего трения, или вязкости, определяемые по формуле (6). Полное касательное напряжение от турбулентных пульсаций Ттурб и сил вязкости Твязн [c.152]

В заданных конкретных условиях для каждой жидкости существует предельное значение критерия Kw, выше которого влияние механизма турбулентного обмена в однофазной среде становится пренебрежимо малым. Однако в общем случае эта граница не может быть точно определена только с помощью критерия Kw [182]. Дело в том, что при кипении жидкости с заданными физическими свойствами количество теплоты, вынесенное из пристенной области за счет процесса парообразования, пропорционально ql rp"), а интенсивность турбулентного обмена в однофазной среде определяется значением числа Рейнольдса Re = twi/v, а не одной только скоростью W [182]. Например, при фиксированных значениях плотности теплового потока я скорости циркуляции интенсивность переноса теплоты при турбулентном течении однофазной среды с увеличением диаметра трубы уменьшается. Следовательно, этот механизм переноса перестает влиять на теплоотдачу к кипящей жидкости в трубе большего диаметра при меньшем значении q и, следовательно, Кш- При механизмов переноса теплоты с увеличением вязкости жидкости также смещается в сторону меньших значений критерия К -При кипении в трубах коэффициент теплоотдачи зависит также от иаросодержания потока. Эта зависимость обусловлена возрастанием истинной скорости жидкой фазы w и изменением структуры потока по мере накопления в нем пара при неизменном массовом расходе парожидкостной смеси. [c.228]

Итак, наряду с явлениями вязкости и теплопроводности, развивающимися на микрофизическом уровне, в жидких и газообразных средах существует турбулентная вязкость и турбулентная теплопроводность, которые обусловливаются возникающим при определенных обстоятельствах макроскопическим пульсацион-ным движением молей. В отличие от коэффициентов и X коэффициенты iJ.,f и только отчасти зависят от физических свойств данной среды, определяемых ее внутренним состоянием, главным же образом эти характеристики турбулентной структуры течения зависят от конфигурации и размеров поля, от уровня осреднен-ных скоростей, от первоначальной организации потока и от других внешних факторов. Кроме того, величины и Х могут меняться и действительно меняются от места к месту. Вместе с тем, как показывает опыт, коэффициенты [j.,,, и Х. , часто в тысячи раз превосходят величины р. и л, вследствие чего в таких случаях механизм турбулентного обмена становится абсолютно доминирующим. [c.78]

Для коэффициента турбулентного обмена импульсом и теплом обычно делается предположение об их равенстве Еи = бт = е. Дж. Хьюитт при расчете турбулентного коэффициента вязкости е пользовался соотношением Дейслера для области О -< / < 20 [c.115]

Заметим, что размерность коэффициента турбулентного обмена M J eK, т. е. та же, что и размерность коэффициентов диффузии, температуропроводности и кинематической вязкости. [c.40]

По данным А. Г. Прудникова [Л. 24], измерявшего параметры турбулентности весьма точным оп-тико-диффуз.ионным методом, коэффициент турбулентного обмена, отнесенный к произведению скорости потока на диаметр трубы, начиная со значений критерия Рейнольдса, равных —10 и выше, становится равным 0,0013—0,009 и автомодельным по скорости потока, т. е. перестает зависеть от Re, так как при этих условиях влияние сил инерции доминирует над влиянием сил вязкости. [c.40]

Величину А можно при этом рассматривать как коэффициент некоторой воображаемой турбулентной вязкости, обусловленной не микропереносом количеств движения молекул, а возникающим между слоями осредненного движения за счет поперечных пульсаций макропереносом количеств движения конечных объемов жидкости, и назвать коэффициентом турбулентного обмена. Если в данном частном случае движения в плоской трубе предположить, что А есть некоторая постоянная величина и, подсчитав сопротивление трубы, подобно тому, как это было сделано ранее в случае ламинарного движения, непосредственно измерить действительное сопротивление и сравнить [c.600]

Огсюда следует, что линеаризированные уравнения (124) возмущений в турбулентном следе за телом совпадут с ана [огичными )фав-нениями для ламинарного следа, если заменить коэффициент турбулентного обмена А на обычный коэффициент молекулярной вязкости (i. Граничные условия как для турбулентного, так и для ламинарного следа будут иметь вид [c.666]

На основе разработанной методики проведено численное моделирование коэффициентов турбулентной вязкости и температуропроводности в нижней рермосфере Земли и сопоставлены с имеющейся экспериментальной информацией. В общем трехмерном случае необходимо учетывать анизотропию коэффициентов турбулентного обмена, что требует разработки дополнительных подходов. [c.273]

Как уже отмечалось, конкретизация разработанных теоретических подходов к описанию многокомпонентных турбулентных сред проведена применительно к актуальным аэрономическим проблемам и моделированию процессов, в связи с которыми эти подходы получили свое дальнейшее развитие. Детально исследован диффузионный перенос в верхней атмосфере планеты на основе систематического использования обобщенных соотношений Стефана-Максвелла. Рассмотрена диффузионно-фотохимическая модель химического состава и температуры нейтральной атмосферы Земли в области верхней мезосферы - нижней термосферы и дана оценка величины усредненного по времени коэффициента турбулентной диффузии. Разработана методика полуэмпирического моделирования изотропных коэффициентов турбулентного обмена в стратифицированном в поле силы тяжести, многокомпонентном газовом потоке с поперечным сдвигом гидродинамической скорости. Получены универсальные алгебраические выра-л<ения для определения коэффициентов турбулентной вязкости и температуропроводности смеси в вертикальном направлении, зависящие от локальных значений кинетической энергии турбулентных пульсаций, динамических чисел Ричардсона, Колмогорова и турбулентного числа Прандтля, а также от внешнего [c.314]

Вместо динамического коэффициента турбулентного обмена Ах часто вводится также кинематический коэффициент кажуш ейся вязкости 8 = = Ах/р турбулентного течения, соответствуюш ий коэффициенту кинематической вязкости V = [г/р ламинарного течения. В этом случае приведенные выше формулы для касательных напряжений принимают вид [c.521]

Трудность исследования турбулентных температурных пограничных слоев, следовательно, и теплопередачи в турбулентных течениях состоит в том, что коэффициенты обмена Ад внутри пограничного слоя зависят от расстояния от стенки. На достаточном расстоянии от стенки эти коэффициенты во много раз больше коэффициентов вязкости Lt и теплопроводности X, т. е. величин, характеризуюш,их молекулярный обмен поэтому величинами Lt и X вдали от стенки можно в обш,ем случае пренебречь по сравнению с коэффициентами Ах и Ад, Наоборот, в непосредственной близости от стенки, в так называемом ламинарном подслое, коэффициенты турбулентного обмена становятся равными нулю, так как здесь невозможно турбулентное пульсационное движение, следовательно, невозможен и турбулентный обмен. Поэтому на теплопередачу между течением и стенкой существенное влияние оказывают именно условия, имеющие место в ламинарном подслое и прежде всего коэффициенты молекулярного обмена [1 и X. Однако соотношение (23.16) при сделанных допущениях сохраняет свою применимость, несмотря на существование ламинарного подслоя, так как, согласно сказанному в 7 главы XII, при Рг = 1 распределение скоростей и распределение температуры тождественно совпадают также в ламинарном подслое. Но, в то время как в турбулентных пограничных слоях допущение, что Рг = 1, обычно вполне оправдано, в ламинарном подслое число Прандтля Рг может значительно отклоняться от единицы, например, у жидкостей (см. таблицу 12.1). В таких случаях соотношение (23.16) больше неприменимо. Обобщение аналогии Рейнольдса на число Прандтля Рг 1 было предложено многими авторами, в частности Л. Прандтлем [ ], Дж. И. Тэйлором Т. Карманом и и Р. Г. Дайсслером [ ], [ ], [ ]. [c.633]

З.З.6.1. Путь перемешивания. Подход, основанный иа использовании понятия пути перемешивания, введенного Прандтлем, используется наиболее широко. Осно1Вная идея этого подхода заключается в том, что члены, описывающие напряжения в уравнении Навье—Стокса, могут быть преобразованы к виду членов, описывающих ламинарное сдвиговое напряжение, путем введения кинематичеокого коэффициента турбулентной вязкости или коэффициента вихревой диффузии (турбулентного обмена) е . При этом выражения для сдвигового напряжения и теплового потока принимают обычный вид [c.90]

Сю и Смит [81] разработали методику преобразования кинематического коэффициента турбулентной вязкости для случая пе-реМ Снной плотности к виду выражений (3-38) и (3-39) для постоянной плотности. Выражения для коэффициентов турбулентного обмена могут быть записаны в виде [c.92]

Эта перемежаемость не может не отразиться на процессах турбулентного обмена. Из-за мало11 интенсивности турбулентности врывающихся в пограничньн" слой масс внеищего потока вновь возникает влияние вязкости, и кривые круто отклоняются от логарифмической прямой, уподобляясь в какой-то мере кривой вязкого подслоя. Известно, что путь смешения также резко возрастает при приближении к области надслоя , знаменуя наличие обменных процессов, осуществляемых все более крупными жидкими массами. [c.751]

Перейдем к рассмотрению эмпирических данных, касающихся величин К (у, И а у(т), и сопоставлению этих данных с выводами теории. Первые данные такого рода, как уже отмечалось выше, были проанализированы еще Ричардсоном (1926). Ввиду отсутствия достаточного числа наблюдений над рассеянием примесей Ричардсон использовал наряду с данными о рассеянии шаров-пилотов и вулканического пепла в атмосфере также данные Шмидта, Акерблома и Дж. Тэйлора о вертикальных коэффициентах турбулентной вязкости и температуропройодности на высотах порядка 15, 140 и 500 м, полученные на основе обработки результатов наблюдений над профилями ветра и температуры, и данные Дефанта о макротурбулентном обмене в масштабах общей циркуляции атмосферы. Предположив, что вертикальные коэффициенты турбулентного обмена на высоте г имеют тот же порядок, что коэффициент диффузии К для облака диаметра г (поскольку в обоих случаях эффективным для обмена могут быть лишь вихри с масштабами порядка г или меньше), Ричардсон смог оценить значения К = К 1 для шести расстояний 1 , меняющихся в пределах от 15 м до 1000 км. Полученные значения К при таком возрастании оказались возрастающими примерно в 10 раз — этот колоссальный рост делает очень наглядным ускоряющийся характер процесса относительной диффузии, о котором мы говорили выше. Представленные в логарифмическом масштабе значения К (I,) (см. рис. 98) неплохо аппроксимируются зависимостью [c.493]

В отличие от коэф-та молекулярной вязкости /м коэф. турбулентного обмена А зависит от структуры потока и в разных местах одного и того же потока, а такзке и при разных Рейнольдсовых числах I fie I имеет разное значепие. На фиг. 1 показаны кривг.1е Никурадзе для изменения коэф-та об.мена в круглой трубе в зависимости от расстояния до степки. На оси ординат отло- [c.171]

Величины эффективных коэффициентов вязкости 1 эфф и теплопроводности Хэфф в уравнениях (1.8), (1.15), (1.10), (1.16) учитьшают все механизмы обмена в пучке витых труб турбулентную диффузию, конвективный перенос, обусловленный вихревым движением в ячейках пучка, и организованный перенос по винтовым каналам труб. Величины г эфф и Хэфф выражаются через эффективный коэффициент диффузии В(, принимая, что турбулентные числа Льюиса и Прандтля равны единице [c.17]

Анализ механизма процессов обмена в турбулентном потоке жидкости дает возможность наметить пути для преодоления создавщихся трудностей. Действительно, величина коэффициента теплопроводности и теплоемкость существенны не во всем объеме турбулентного потока жидкости, а лишь в пограничном слое, в котором доминирующую роль играет молекулярный процесс переноса тепла — теплопроводность. В то же время потеря напора, зависящая от плотности и вязкости среды, хотя и вызывается процессами, возникающими в ламинарном пограничном слое (или подслое), однако основная диссипация энергии сосредоточена в турбулентной зоне потока. [c.183]

Смотреть страницы где упоминается термин Вязкость турбулентного обмена : [c.655] [c.655] [c.150] [c.151] [c.269] [c.56] [c.393] [c.247] [c.260] [c.317] [c.521] [c.521] [c.548] [c.657] [c.741] [c.99] [c.14] [c.123] [c.123] [c.552]

Гидравлика. Кн.2 (1991) -- [ c.0 ]

Гидравлика (1984) -- [ c.0 ]

ПОИСК

Вязкость и турбулентность

Динамический коэффициент турбулентной вязкости, турбулентного обмена

Кинематический коэффициент турбулентной вязкости, турбулентного обмена

Турбулентная вязкость

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...