Скорость турбулентности

Наиболее существенное изменение поля скоростей турбулентного потока (а также соответственно коэффициента сопротивления) с изменением режима течения, т. е. числа Re, имеет место в тех елучаях, когда течение происходит с отрывом потока от твердой поверхности, а изменение Re вызывает соответствующее перемещение точки отрыва вдоль этой поверхности. Такое течение характерно, например, для отрывных диффузоров с углами расширения Tsi 15-i-45°, для колен с небольшими радиусами закругления / , но без направляющих лопаток, для отводов при среднем радиусе закругления Rk < (0>6 2) Ь, а также для обтекания шара, цилиндра и т. п. В перечисленных случаях автомодельная область наступает при Reg.jT 5- Ю Т [c.15]

При среднем объемном содержании твердых частиц ф на высоте у над дном трубы в установившемся состоянии скорость осаждения будет равна скорости турбулентного переноса [c.393]

Определим порядок величины Vk изменения скорости турбулентного движения на протяжении расстояний порядка К. Оно должно определяться только величиной е и, разумеется, самим расстоянием ) X. Из этих двух величин можно составить всего одну комбинацию с размерностью скорости (еХ) . Поэтому можно утверждать, что должно быть [c.189]

Вспомогательный симметричный тензор bik обращается в нуль при г- оо действительно, скорости турбулентного движения в бесконечно удаленных точках можно считать статистически независимыми, так что среднее значение их произведения сводится к произведению средних значений каждого множителя в отдельности, равных нулю по условию. [c.195]

Прежде чем определить постоянную с, укажем предварительно на следующую существенную особенность рассматриваемого движения оно не имеет никаких характерных постоянных параметров длины, которые могли бы определить масштаб турбулентного движения, как это имеет место в обычных случаях. Поэтому основной масштаб турбулентности определяется самим расстоянием у турбулентное движение на расстоянии у от стенки имеет основной масштаб порядка величины у. Что же касается пульсационной скорости турбулентного движения, то она — порядка величины и. Это тоже следует непосредственно из соображений размерности, поскольку и — единственная величина с размерностью скорости, которую можно составить из имеющихся в нашем распоряжении величин а, р, у. Подчеркнем, что в то время как средняя скорость падает с уменьшением у, порядок величины пульсационной скорости оказывается одинаковым на всех расстояниях от стенки. Этот результат находится в согласии с общим правилом, что порядок величины пульсационной скорости определяется изменением Аи средней скорости ( 33). В рассматриваемом случае нет характерных длин /, на которых мол(но было бы брать изменение средней скорости Аи должно быть теперь разумным образом определено, как изменение и при изменении расстояния у на величину порядка его самого. Но при таком изменении у скорость и меняется согласно [c.245]

Оценим этот порядок величины (вернее — выясним зависимость I от параметров турбулентного движения). Компоненты тензора где и — характерная скорость турбулентного [c.409]

Интенсивность излучения пропорциональна, таким образом, восьмой степени скорости турбулентного движения. [c.409]

При турбулентном течении скорость в каждой точке потока непрерывно изменяется, хаотически колеблясь вокруг некоторого среднего значения. Эту среднюю ио времени скорость обычно н имеют в виду, когда говорят о скорости турбулентного потока. [c.145]

Рассмотрим пульсации среднего масштаба Ь I 1 - Очевидно, что для них определяющими параметрами являются б и / вязкость V для этих пульсаций значения не имеет (а плотность р, хотя и служит одним из параметров, но как это видно, на примере мелкомасштабных пульсаций фактически в комбинацию параметров не входит). Найдем порядок величины Аша изменения квадрата действительной или мгновенной скорости турбулентного движения на расстоянии I. Сопоставление размерностей дает [c.394]

Таким образом, в области, где имеет место логарифмическое распределение скоростей (т. е. при 2 > б ), скорость турбулентных пульсаций равна динамической скорости. [c.403]

Итак, проведенный выше теоретический анализ приводит к выводу, что длина пути смешения турбулентных пульсаций равна половине расстояния от твердой стенки, а поперечная скорость турбулентной пульсации постоянна и равна ы). [c.417]

Скорость перемещения максимума со( представляет собой поперечную пульсационную скорость турбулентного движения обозначив Ш1г = , из выражения (21) имеем [c.648]

Производная дг/дх определяет поперечную скорость турбулентных пульсаций Wf в присутствии магнитного ноля произведя дифференцирование выражения для х, получим [c.661]

В качестве масштаба скорости турбулентного движения, кроме базового масштаба скорости(С-нд.), потерянной средней скорости [c.72]

Таким образом, универсальное распределение скоростей турбулентного движения, описанное уравнением (3.53), принадлежит не одному конкретно взятому потоку, а характеризует множество обезличенных потоков. В этом заключается универсальность закона распределения скорости. [c.81]

Таким образом, универсальный закон распределения скорости турбулентного движения в гидравлически г.ладких трубах может быть выражен через различные масштабы скорости. При этом полученные соотношения независимо от принятого масштаба являются равнозначными. Однако, в современной теории пристенной турбулентности практикуется универсальный закон распределения скоростей, выраженный через динамическую скорость физически более обоснованным является универсальный закон, выраженный через базовый масштаб [c.83]

Распределение скоростей пристенного турбулентного движения в физических координатах (и/и=/(у)) по данным экспериментов показано на рис. 3.14, б в области (имеет место линейное распределение скоростей, 2 - логарифмическое, а в области 3 - распределение скоростей описывается квадратичной параболой. Такое распределение скоростей турбулентного потока можно объяснить так непосредственно возле стенки имеет место движение Куэтта, которое определяется молекулярной вязкостью во второй области крупномасштабные образования являются причиной переменной вязкости, здесь создается логарифмическое распределение скоростей в третьей области - турбулентная вязкость не зависит или мало зависит от координат. Малая зависимость турбулентной вязкости от координат около оси трубы является результатом разрушения вязких струй сверху потока вдоль направления движения. Таким образом, в турбулентном потоке логарифмическое [c.85]

Рис. 3.14. Поле скоростей турбулентного потока в трубе круглого сечения и его описание

Величину u y/v можно рассматривать как безразмерное расстояние от стенки. Логарифмический вид формулы (5.35) получен как следствие гипотезы Прандтля. Однако ниже будет показано, что независимо от той или иной полуэмпирической теории распределение скоростей турбулентного потока вблизи стенки выражается зависимостью [c.98]

На рис. 6.24 приведены эмпирические кривые распределения скоростей турбулентного потока при разных числах Re, построенные по данным опытов Никурадзе, и для сравнения показана кривая, рассчитанная по формуле (6.29), соответствующей ламинарному режиму. Можно видеть, что профили скоростей для турбулентного потока более равномерные, чем для ламинарного. Это объясняется выравнивающим действием турбулентного перемешивания. [c.165]

На рис. 8 приведены результаты измерений местной мгновенной скорости турбулентного потока воздуха. Местная скорость меняется во времени достаточно резко, однако ее величина колеблется около некоторого среднего во времени значения. Поскольку пользование в расчетах мгновенными значениями скоростей приводит к трудностям и некоторой неопределенности, то вводится понятие местной усредненной скорости, которая определяется соотношением [c.30]

Получаемые таким путем формулы не вполне удовлетворительны, так как хотя и дают хорошее соответствие экспериментам для турбулентного ядра течения, но не удовлетворяют некоторым естественным условиям (например, равенству нулю градиента скорости на оси трубы). Усилия многих исследователей были направлены поэтому на уточнение полуэмпирических теорий, в первую очередь путем учета молекулярной вязкости в турбулентном ядре. В этом направлении достигнуты определенные успехи. В частности, получены достаточно удобные расчетные зависимости для коэффициентов сопротивления, применимые в широком диапазоне изменения параметров. Тем не менее не потеряли своего значения и основные результаты основоположников полуэмпирических теорий, поскольку ими были установлены фундаментальные закономерности течения в трубах. Одной из таких фундаментальных закономерностей является логарифмический закон распределения скоростей турбулентного потока в круглой цилиндрической трубе, к обоснованию которого мы и перейдем. [c.169]

Обратим внимание на очевидные недостатки этого закона применительно к течению в трубе. При у — О и— — оо, что физически нереально. Следовательно, логарифмическая формула не может описывать распределение скоростей турбулентного потока в непосредственной близости от стенки,. Этого можно было ожидать, так как вблизи стенки существует вязкий подслой, течение в котором характеризуется значительным влиянием сил вязкости, и, следовательно, пренебрежение последними, лежащее в основе предыдущего вывода, недопустимо. [c.172]

На рис. 77 приведены эмпирические кривые распределения скоростей турбулентного потока при разных числах Ре, построенные [c.177]

Введя понятие об осредненной скорости, турбулентное движение жидкости можно рассматривать как параллельноструйное и применять к нему уравнение Бернулли. [c.37]

Рассмотрим, в частности, течение в трубе кругового сечения измерения показывают, что поле осредненных скоростей турбулентного потока имеет упорядоченный характер, а именно осредненная скорость параллельна оси трубы и ее значения убывают от максимального на оси до нуля у стенки трубы. В то же время распределение осредненных скоростей турбулентного потока в поперечном сечении (рис. 86) существенно отличается от параболы распределения скоростей ламинарного потока. При турбулентном движении скорость в центральной части потока, называемой также ядром, характеризуется относительно малыми изменениями по сечению, по мере же приближения к стенкам трубы осредненная скорость быстро уменьшается, обращаясь на стенке в нуль. [c.148]

Распределение осредненных во времени скоростей турбулентного потока жидкости в поперечном сечении трубы радиуса Я может быть представлено уравнением [c.66]

Условие —- должно удовлетворяться для того, чтобы средняя величина скорости турбулентного движения не обращалась в нуль для некоторого конечного момента времени. [c.145]

Рассмотрим теперь теоретические соображения Прандтля и Кармана об определении вида функции <р (tj). Обозначим через и и v проекции на оси х ж у скорости турбулентных пульсаций. Среднее значение переноса количества движения жидкости вдоль оси у, отнесённое к единице времени и площади, представляется в виде [c.161]

Отрывные течения и вихреобразования непосредственно за местным сопротивлением деформируют эпюру осредненных скоростей турбулентного потока несмотря на то, что средняя скорость течения в цилиндрической (призматической) трубе остается неизменной. Выравнивание эпюры осредненных скоростей до вида, характерного для равномерного турбулентного потока в длинной трубе, происходит на участке стабилизации потока, длина которого может быть достаточно значительной. [c.211]

Рассмотрим подробнее характер накладывающегося на усредненный поток нерегулярного, пульсационного, движения. Это двил<ение можно в свою очередь качественно рассматривать как результат наложения движений (турбулентных пульсаций) различных, как мы будем говорить, масштабов (под масштабом движения подразумевается порядок величины тех расстояний, на протяжении которых существенно меняется Kopo ib движения). По мере возрастания числа Рейнольдса появляются сначала крупномасштабные пульсации чем меньше масштаб движения, те. 1 позже такие пульсации появляются. При очень больших числах Рейнольдса в турбулентном потоке присутствуют пульсации с масштабами от самых больших до очень малых. Основную же роль в турбулентном потоке играют крупномасштабные пульсации, масштаб которых — порядка величины характеристических длин, определяющих размеры области, в которой происходит турбулентное движение в дальнейшем будем обозначать порядок величины этого основного (или внешнего) масштаба турбулентного движения посредством /. Эти крупномасштабные движения обладают наибольшими амплитудами. Их скорость по порядку величины сравнима с изменениями Ли средней скорости на протяжении расстояний I (мы говорим здесь о порядке величины не самой скорости, а ее изменения, поскольку именно оно характеризует скорость турбулентного движения абсолютная же величина средней скорости может быть произвольной в зависимости от того, в какой системе отсчета рассматривается движение) ). Что же касается частот этих крупномасштабных пульсаций, то они — порядка отношения и/1 средней скорости и (а не ее изменения А ) к размерам /. Действительно, частота определяет период повторяемости картины движения, наблюдаемой из некоторой неподвижной системы отсчёта. Но относительно такой системы вся эта картина движется вместе со всей исид-костью со скоростью порядка и. [c.185]

В действительности в этом отнои1гнии должен стоять еще довольно зн.мчнтельныи численный коэффициент. Это связано с указанным выше обстоятельством, что I и u могут Д0В0Л1И0 заметно отличаться от истинных масштабов и скоростей турбулентного движения. Более точно можно написать [c.188]

Таким образом, изменение скорости на протяжении малого расстояния пропорционально кубическо.му корню из этого расстояния (закон Колмогорова — Обухова). Величину можно рассматривать и как скорость турбулентных движений масштаба X изменение средней скорости на малых расстояниях мало по сравнению с изменением пульсационной скорости на этих же расстояниях, и им можно пренебречь. [c.189]

Турбулентные пульсации скорости тох<е являются источником возбуждения звука в окружающем объеме жидкости. В этом параграфе будет изложена общая теория этого явления [М J Lightliiil, 1952). Будет рассматриваться ситуация, когда турбулентность занимает конечную область Уо, окруженную неограниченным объемом неподвижной жидкости. При этом самая турбулентность рассматривается в рамках теории несжимаемой жидкости — вызываемым пульсациями изменением плотности пренебрегаем это значит, что скорость турбулентного движения предполагается малой по сравнению со скоростью звука (как это предполагалось и во всей главе III). [c.406]

Эта величина называется о с р е д н е н н о й скоростью турбулентного потока в данной точке или осредненнон местной скоростью. [c.76]

Сравним Шх, полученные по уравнению (11.96) и из опыта. Измерения скорости турбулентного движения жидкости по сечению канала были произведены французской исследовательницей Конт-Белло (см. рис. 11.7). Из рис. 11.7 видно, что при гШ 0,8 характер распределения скорости меняется в свете проведенного выше теоретического анализа это означает, что профиль скоростей переходит из логарифмического в параболический. Ж. Конт-Белло отмечает, что профиль скоростей вблизи оси канала хорошо описывается параболой, хотя и не приводит доказательств этого. [c.430]

Визуализация движения потока позволяет раскрыть некоторые структурные особенности этого движения. При числах Рейнольдса, близких к критическим (Ке Ке,,р), наблюдаются волнообразные (колебательные) перемещения частиц среды поперек потока. С увеличением числа Рейнольдса амплитуды волн растут, при этом волны взаимодействуют, создавая хаотическое движение вязкой среды во всех направлениях. Возникшие в ламинарном потоке турбулентные центры сравнительно быстро увеличиваются в поперечном направлении, образуя так называемые турбулентные пробки . Э. Р. Лингрен, наблюдая продвижение турбулентной пробки через два сечения трубы, а также измеряя давление в этих сечениях, определил местную скорость турбулентной пробки /322 - 364/. Измерения показали, что местная скорость на переднем конце турбулентной пробки больше местной скорости на заднем конце пробки. Турбулентные пробки по мере своего продвижения по трубе растут, сливаются друг с другом и образуют ра ши-тое турбулентное движение /128, 238, 328/. [c.11]

На рис, 1.2 линией 2 показано решение (1.84) кружками показаны результаты измерения профиля скорости турбулентного течения у плоской пластины. Видно, что решение (1.84) не согласуется с опытами в непосредственной близости стенки. Из опытов известно, что при приближении к стенке пульсационные составляющие величин стремятся к нулю это дает основание непосред-стенно у стенки течение полагать ламинарным. Поэтому для уменьшения расхождения с опытом непосредственно у стенки используем уравнение движения при ламинарном режиме течения, а именно [c.46]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...