Скорость касательного напряжения трения

Скорость касательного напряжения трения 153 [c.328]

На рис. 9.10 приведены результаты, характеризующие фактор аналогии между трением и теплообменом. Анализ зтих результатов показывает, что в области Ф > 0,8 имеет место нарушение аналогии, что обусловлено различным характером в распределении и в области пристенного течения при сильной закрутке. Действительно, в этом слз ае на внешней границе пристенной области вследствие специфического характера распределения осевой и вращательной скорости касательное напряжение трения [c.187]

Приведем это выражение к безразмерному виду, для чего в правую часть введем соответствующие масштабы преоб )азования. В качестве последних для плотности, скорости, времени, касательного напряжения трения и геометрического размера выберем рп. Ип, Тп, и I, т. о. соответствующие величины, характеризующие дисперс- [c.16]

Если в потоке выделить некоторый элементарный объем, то на его поверхности будут действовать касательные и нормальные силы. Касательные силы возникают вследствие внутреннего трения или вязкости. Как известно, Ньютон сформулировал закон, согласно которому касательное напряжение трения между двумя слоями прямолинейно движущейся вязкой жидкости пропорционально отнесенному к единице длины изменению скорости по нормали к направлению движения [c.13]

Очевидно, реальная жидкость, набегая на пластинку АВ, получает, например, на верхней поверхности этой пластинки касательные напряжения трения То (подтормаживающее движение жидкости), причем непосредственно на данной поверхности пластинки скорость и оказывается равной нулю. [c.156]

Заметим, что когда турбулентные области в трубе разрастаются, растет и сопротивление движению жидкости (в связи с ростом турбулентных касательных напряжений трения), при этом скорость и уменьшается. Как только она делается меньше критической скорости, разросшиеся турбулентные области обращаются в ламинарные (или выносятся за пределы рассматриваемой части потока) после этого в связи с уменьшением потерь напора (обусловленным переходом турбулентного режима в ламинарный на отдельных участках трубы) скорость v увеличивается, причем турбулентные области снова, появляются и т. д. В связи с таким характером движения в переходной зоне, представить это движение на графике какими-либо определенными кривыми нет возможности. Исключение здесь могут составить только случаи, когда ламинарный режим затягивается и имеет место по длине всего трубопровода (см. прямую 2-3) или, когда в связи с особыми условиями движения турбулентный режим имеет место по длине всего трубопровода (см. линию 5 — 6). [c.162]

Элементарный расчет касательного напряжения трения для стабилизированного участка турбулентного стенания можно проделать, используя степенной закон распределения скорости в пленке и дополнительно предполагая при этом, что касательное напряжение на стенке подчиняется так называемому соотношению Блазиуса для локального напряжения трения на пластине [c.127]

Теперь следует рассмотреть условия в вязком подслое. Касательное напряжение трения s остается постоянным поперек этого подслоя. Следовательно, как и при умеренных скоростях, распределение скоростей в вязком подслое имеет линейный характер. Поэтому, так же как в 10-1, величина 01—w = (l —12 /8), и уравнение (г) можно переписать в виде [c.290]

Принимается применительно к течению в трубе двухслойная схема течения турбулентное ядро — пристенный слой. Осредненные скорости в турбулентном ядре считаются распределенными практически равномерно, что тем точнее отвечает действительности, чем большее значение имеет число Рейнольдса. В динамическом и тепловом пристенных слоях трение и радиальный перенос тепла считаются развивающимися только на молекулярном уровне, причем по толщине оба слоя одинаковыми. Это приблизительно оправдывается в случаях, когда число Прандтля мало отличается от единицы. Кривизной пристенных слоев пренебрегают, вследствие чего в их пределах можно полагать постоянными касательное напряжение трения и плотность теплового потока. [c.117]

Выносимое из турбулентного ядра (вследствие турбулентных пульсаций) количество движения, которое имеет направление осредненной скорости, теряется вблизи стенки, обусловливая возникновение касательного напряжения трения на границе турбулентного ядра. Так как инерционными силами внутри пристенного слоя можно пренебречь, то указанная величина касательного напряжения дает одновременно и напряжение трения т на поверхности стенки. [c.118]

Здесь = Wx [/" — локальное значение скорости касательного напряжения , рассчитанное по трению пара о поверхность пленки конденсата б — толщина пленки конденсата [c.152]

В пограничном слое развиваются значительные силы вязкого трения, и в нем касательные напряжения трения изменяются от максимального значения на стенке почти до нуля на небольшом расстоянии от нее. За профилем сбегающий пограничный слой взаимодействует с внешним потоком и образует область подторможенной жидкости, в которой поле скоростей постепенно выравнивается. Эта область называется аэродинамическим следом. Вихревые потери обусловлены наличием местных диффузорно-стей на профиле. Отрыв потока на профиле, связанный с натеканием, чаще всего происходит вблизи входной кромки. [c.52]

При (О] = О и <3 = оо (вращение цилиндра в безграничной жидкости) распределение скорости, касательное напряжение на поверхности цилиндра и момент трения описываются формулами [c.39]

Рассматривая простейший случай плоского осредненного движения с линиями тока, параллельными оси Ох, и осредненной скоростью и, зависяш ей только от у, можно, согласно (31), написать выражение полного касательного напряжения трения в виде [c.553]

Ньютон сформулировал общеизвестный сейчас закон, согласно которому касательное напряжение трения между двумя слоями прямолинейно движущейся вязкой жидкости пропорционально отнесенному к единице длины изменению скорости по нормали к направлению движения. Так, например, в случае плоского движения, параллельного плоскости хОг, со скоростями, параллельными оси Ох, касательное напряжение трения (вспомнить принятую в 14 гл. II индексацию напряжений) будет равно [c.467]

Используем закон изменения касательного напряжения трения на стенке, соответствующий профилю скорости (3.94) [c.87]

Как видим, рассматриваемая удельная работа пропорциональна коэффициенту вязкости газа .I и квадрату полной скорости элемента. Последнее обстоятельство объясняется тем, что работа касательных напряжений трения пропорциональна относительным скоростям смежных частиц, и, в свою очередь, тем же скоростям пропорциональны сами напряжения. Между тем относительные скорости пропорциональны полной скорости элемента. [c.70]

Рассмотрим турбулентное ядро пограничного слоя. В этой области пограничного слоя из-за турбулентного трения скорость уменьшается по сравнению со скоростью внешнего потока на величину (щ — и). Это уменьшение есть результат действия касательного напряжения трения. Масштабом скорости в этом случае будет = У Тцр/р, масштабом длины — толщина слоя б. Безразмерную зависимость можно представить в виде [c.159]

Градиент скорости и касательное напряжение трения у поверхности (у=0) равны [c.325]

В литературе часто встречается несколько иная точка зрения, основанная на концепции утолщения пограничного слоя в жидкостях с пониженным сопротивлением. В этом подходе внимание сосредоточивается на структуре пристенной турбулентности, а не на скорости диссипации во всем ноле течения. Для обоснования такого подхода очевидна важность экспериментов по снижению лобового сопротивления в шероховатых трубах, однако опубликованные до сих пор результаты до некоторой степени противоречивы. Корреляции, основанные на этом подходе, часто появляются в литературе и представляются обычно в терминах критического касательного напряжения на стенке Ткр, ниже которого снижение сопротивления не наблюдается. Если для коэффициента трения при отсутствии эффекта снижения сопротивления использовать [c.284]

Таким образом, в аномальных жидкостях сила трения возникает еще в покоящихся жидкостях, но при стремлении этих жидкостей прийти в движение. На рис. В.8 показана зависимость между касательным напряжением и градиентом скорости для нормальных 1 и аномальных 2 жидкостей. [c.26]

В механике жидкости и газа, как правило, изучается распределение текущей скорости, измеряемой при помощи какого-либо прибора. Выясним, какой эквивалентный параметр наиболее полно характеризует скорость. При движении вязкой среды между ее слоями или между средой, и твердой поверхностью, или между двумя потоками различной среды возникают силы трения или производные от них касательные напряжения. Эти касательные напряжения согласно закону Ньютона-Петрова пропорциональны градиенту скорости потока вязкой среды [c.18]

При движении реальной жидкости вследствие ее вязкости между соседними слоями жидкости, а также жидкостью и стенками русла возникают силы внутреннего трения и вызванные ими касательные напряжения, направленные в сторону, противоположную движению, что приводит к различию скоростей частиц в разных слоях потока и их деформации (сдвигу). [c.10]

Придадим формуле (6.17) еще одну форму, удобную для обобщения результатов эксперимента. Для этого выясним, от каких параметров и как именно зависит коэффициент трения f. Учтем, что при любом режиме движения жидкости в трубе касательное напряжение Tq на стенке можно выразить известной формулой Ньютона, так как даже при турбулентном течении вблизи стенки скорости малы и образуется вязкий подслой, в котором течение преимущественно ламинарное, хотя и наблюдаются пульсации. Таким образом, [c.145]

Таким образом, найден закон распределения скоростей в кольцевом пространстве. Практический интерес в данном случае представляют главным образом касательные напряжения и создаваемые ими сила и момент трения. [c.298]

Основной прикладной задачей расчета пограничного слоя является нахождение закона распределения скоростей в слое и касательных напряжений на твердой поверхности. Знание скоростей необходимо для решения вопросов теплопередачи, определения точки отрыва и решения прикладных (например, конструкторских) задач. Касательными напряжениями на стенке определяется сила трения, развивающаяся на ней. При отыскании за- [c.332]

Принятый закон распределения по радиусу показан на рис. 2.22. Здесь = К — г—расстояние от стенки тракта, = АиУр—динамическая скорость — касательное напряжение трения о стенки тракта. Первым между стенкой и координатой 1 = 5у м расположен вязкий ламинарный слой, в котором турбулентная вязкость у = 0. Во втором, переходном, слое турбулентная вязкость определяется зависимостью [c.108]

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]

При соизмеримых величинах осевой и вращательной скоростей уравнения (5.22), (5.23), строго, говоря, неприменимы [ 48]. Это обусловлено взаимодействием осевого и вращательного течений и пространственным характером течения по всему сечению канала. Поскольку в этом случае векторы скорости и напряжения трения не совпадают по направлению, то вводятся в рассмотрение две гипотезы, характеризующие турбулентные касательные напряжения по величине и по юправлению. Допуская, что линия действия суммарного касательного напряжения совпадает с направлением результирующего градиента скорости и считая, ето коэффициент турбулентной вязкости является скалярной величиной [ 48], можно получить обобщенные формулы теории пути перемешивания для пространственного закрученного потока [c.114]

Предлагаемый метод расчета при известном значении параметра закрутки позволяет вычислить комплекс локальных и интегральных параметров — формпараметры Я ., Я . , число Ее , относительные скорости и Г, касательные напряжения трения Тз ц,, осевую проекцию полного импульса, осевую проекцию потока момента количества даижения (по уравнениям Эйлера) и т. д. Далее по уравнениям, полученным в гл. 2, можно определить профиль осевой и суммарной скоростей в области пристенного течения. [c.176]

Касательные напряжения трения на стенке канала представляют интерес при установлении законов трения, расчете профиля скоростей в области пристенного течения, а также вычислении отдельных составляющих гидравлических потерь в канале. В некоторых случаях при экспериментальном исследовании эти характеристики можно определить, используя универсальные закономерности для области пристенного течения, получе1Шые в гл. 2. [c.180]

Профиль скорости (4-40) обобщает профиль скорости, принятый Б. С. Стрэтфордом, с одной стороны, тем, что не допускает равенства нулю касательного напряжения трения, а с другой стороны — тем, что не фиксирует заранее численного значения п. Распределение скорости во внешней части пограничного слоя см. уравнения (4-26) — (4-28) и (4-33)] сохранено без изменения. Для определения четырех функций продольной координаты х Ти,, а, у , при произвольных значениях параметра п используются четыре условия, выражающие непрерывность функций ы, т] , ди ду и д и1ду при смыкании внутренней части слоя с внешней. [c.134]

Видно, что по определению места отрыва пограничного слоя наиболее точными являются методы Б. С. Стрэтфорда, И. Тани и М. Р. Хэда. Несколько худшие результаты дают методы Б. Твейтса и Р. Тиммана. Данные метода К. Польгаузена значительно отличаются от данных, получаемых из точных решений. Методы, позволяющие точнее определить место отрыва, дают и более надежное распределение касательного напряжения трения по обтекаемой поверхности. При этом для тел с передней критической точкой наиболее просто распределение касательного напряжения определяется методом Б. С. Стрэтфорда и Н. Курле. Кроме распределения статического давления по обтекаемой поверхности необходимо знать лишь минимальное статическое давление вниз по течению. Однако этот метод неприемлем в случае необходимости определения толщин потери импульса и вытеснения, а также профилей скорости. [c.149]

Исходя нз представления об изменении количества движения окру- жающей тело жидкости, Ньютон получает квадратичный закон зависимости первой составляющей сопротивления от скорости. Что касается второй составляюш,еп сопротивления, зависящей от трения, то для ее определения Ньютон дал.ставшую классической формулу пропорциональности касательного напряжения трения в вязкой жидкости производной скорости по нормали к направлению потока. Формула эта обобщена на случай любого движения как несжимаемой жидкости, так и сжимаемого газа и служит основой современной механики вязкой жидкости. Сопротивление трения, но Ньютону, оказывается пропорциональным первой степени скорости, остальные составляющие сопротивления (упругость газа, силы сцепления в нем) Ньютон оценивает некоторой постоянной величшюй, вследствие чего для полного сопротивления получает трехчленную формулу, состоящую нз квадратичного члена, линейного члена и постоянного слагаемого. В настоящее время эта формула yлie не представляет интереса, но свою историческую роль она сыграла. Следует отметить, что Ньютои определял коэффициенты этой трехчленной формулы на основании ряда тщательно проведенных опытов. [c.19]

Для простоты будем рассматривать то строго стратифицированное по скорости турбулентное движение, параллельное безграничной плоскости, о котором была речь в 117. Легко сообразить, что такое движение будет также стратифицкровано и по осредненной температуре, причем наряду с доказанным для этого движения свойством постоянства полного касательного напряжения трения (тп = Тш) будет справедливо и аналогичное свойство для потока тепла = Яю)- Как было показано в 117, результаты расчета этого лишенного продольного перепада давления схематизированного движения хорошо применяются к движению в плоской и даже круглой цилиндрической трубе. [c.738]

Иерапномерное раснределе-пне скоростей означает скольжение (сдвиг) одних слоев или частей жидкости по другим, вследствие чего возникают касательные напряжения (нан] ,<[-5К0НИЯ трения). Кроме того, движение вязкой жидкости па- Рис. Распределение скоростей в [c.45]

В случае дисперсного потока при Re=idem, D = idem динамическая скорость жидкости определится напряжением вязкостного трения, на стенке S t, которая меньше общего касательного напряжения и больше напряже- 06 [c.206]

Пусть <1п — расстояние между двумя бесконечно близкими слоями и — разность скоростей этих слоев. Согласно гипотезе Ньютона касательное напряжение т, равное силе трения, приходящейся па единицу площади ([т] = = н/ж2 (кГ1м )) и возникающее между смежными слоями, пропорционально разности скоростей и и обратно пропорционально расстоянию с1п, т. е. [c.19]

Предположим, что произошло изменение в распределении осред-ненных скоростей и появление турбулентной вязкости предопределяется случайным сильным искажением распределения скоростей в пределах потока, т.е. упруговязкие характеристики среды не в состоянии восстановить первоначальное распределение скоростей. В результате возникает первоначальное перемещение конечных масс не только по направлению основного потока, приводящее к переносу количества движения большей величины в сравнении с переносом молекулами при ламинарном движении. Для осредненного движения перенос количества движения поперек потока количественно характеризуется турбулентной вязкостью. В турбулентном потоке имеет место уже распределение двух взаимосвязанных и взаимозависимых параметров - осредненной скорости и турбулентной вязкости. Турбулентная вязкость, имея намного большую величину, чем молекулярная вязкость, соответственно увеличивает абсолютную величину касательного напряжения (внутреннего трения), однако не может изменить закона касательного напряжения, зависящего только от равновесия действующих сил. Следовательно, равновесные распределения скорости и турбулентной вязкости предопределяются законом касательного напряжения. В этом, взаиморавновесном распределении скорости и турбулентной вязкости, немаловажное значение имеет молекулярная вязкость, через которую происходит диссипация энергии. Только сумма молекулярной и турбулентной вязкостей соответствует данному закону касательного напряжения. [c.60]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...