Турбулентное напряжение трения

Полученное напряжение трения следует считать осредненным и постоянным по всему сечению трубы. С учетом (4.56) и (4.58) потери давления, вызванный турбулентными напряжениями трения, [c.184]

При последующем осреднении по времени преобразованных уравнений в них появляются дополнительные члены, представляющие собой турбулентные напряжения трения, турбулентный поток тепла и дополнительную диссипацию энергии, отвечающую рассеиванию работы турбулентного трения. [c.249]

Для определения постоянной воспользуемся граничными условиями на стенке, т. е. при t/ = 0. На стенке скорости пульсаций, а соответственно и турбулентное напряжение трения т обращаются в нуль. Тогда при у = О [c.268]

В целя с изучения профиля скоростей в области преобладания турбулентных напряжений трения рассмотрим область, в которой [c.268]

Формула (XI.47) для турбулентного напряжения трения в приведенном виде не может иметь практического значения, так как до настоящего времени ничего не известно о строгой связи скоростей пульсаций с осредненными скоростями потока. В таких случаях естественно воспользоваться некоторыми -физическими предпосылками и затем для установления характера указанных связей использовать теорию размерностей. [c.269]

Предположим, что величина турбулентного напряжения трения может быть представлена в самом общем виде степенным одночленом, зависящим от плотности жидкости р, градиента скорости [c.269]

Единственное решение этой системы дает значение а = , Ь — с = 2. Следовательно, турбулентное напряжение трения т окончательно будет равно [c.270]

На основании теории пути смешения турбулентное напряжение трения [c.688]

При турбулентном течении под с,- следует понимать мгновенное значение скорости потока. Но к такому точному толкованию турбулентного течения надо подойти, понимая под с,-, q и прочими величинами определенным образом усредненные их значения, на которые накладываются отклонения от этих средних значений. Если стать на такие позиции, то следует еще дополнить уравнение (306), так как тогда к напряжению трения, обусловленному вязкостью, добавится еще напряжение, характеризующее турбулентный перенос (турбулентное трение). Обозначим через с переменную во времени часть скорости потока, которая накладывается на С . Пусть q есть переменное во времени отклонение плотности, накладывающееся на Q. Тогда ij — компоненты турбулентного напряжения трения — будут иметь среднее по времени значение (Q + Q ) с. с., что с хорошим приближением может быть принято равным Q . ., так как практически q очень мало. Следовательно, для турбулентного течения уравнение (306) примет вид [c.169]

Эти три примера обнаруживают наиболее характерные и существенные черты явлений, сопровождающих массоперенос и протекающих в действительности вблизи поверхности раздела. Они включают в себя такие физические процессы, как теплопроводность и диффузия, обусловленные молекулярным и турбулентным движениями, или другие перемещения массы, а также гомогенные и. гетерогенные химические реакции. Одновременно могут происходить некоторые процессы, не затрагивавшиеся здесь, поскольку они хорошо известны. Наиболее важным из них является перенос количества движения под воздействием ламинарного и турбулентного напряжений трения. Если скорость [c.43]

Не останавливаясь на подробностях, отметим, что Дж. Тейлор ) предложил другую полуэмпирическую теорию турбулентного движения, получившую наименование теории переноса завихренности . Согласно этой теории в случае прямолинейного стратифицированного по скорости осредненного движения с распределением скорости и и (у) будет (т = — ри v — не зависящее от вязкости, чисто турбулентное напряжение трения) [c.573]

Легко видеть, что выражения коэффициентов корреляции пропорциональны величинам турбулентных напряжений трения Рейнольдса [c.238]

Можно сказать поэтому, что турбулентные напряжения трения выражают собой статистическую связь между турбулентными пульсациями, вызываемыми гидравлическими возмущениями потока. [c.239]

Линейное распределение скорости сохраняется при т) = 5. В пределах 5<Т1<70 турбулентное напряжение трения по своей величине одного порядка с молекулярным трением. Для Т1>70 молекулярное трение ничтожно мало по сравнению с турбулентным. [c.327]

Отсюда следует, что отношение турбулентного напряжения трения в потоке с примесью и в чистом газе (при у и ) [c.498]

В пределах такого ядра , удаленного от твердых стенок, можно применить те же рассуждения, которые были использованы в п. 6.3 в связи с выводом логарифмической формулы для профиля средней скорости. А именно, поскольку вдали от стенок при развитой турбулентности турбулентное напряжение трения обычно во много раз превосходит вязкое напряжение, то естественно ожидать, что в турбулентном ядре вязкость не будет непосредственно влиять на течение (а будет влиять лишь косвенно, сказываясь на граничных условиях на границе ядра и на значении параметра м, определяющего в силу (6.17) и (6.17 ) величину напряжения трения во всех точках течения). При отсутствии внешнего масштаба длины отсюда следовало соотношение (6.21), приводящее к логарифмическому профилю при наличии же такого масштаба Н1 получается более общее равенство вида [c.261]

Остановимся теперь чуть подробнее на основных выводах из теории подобия, касающихся лагранжевых характеристик турбулентности в приземном слое атмосферы. Целесообразно ограничиться случаем, когда движение жидкой частицы не выводит ее за пределы слоя постоянства турбулентного напряжения трения [c.509]

Трубка тепловая 446, 460 Турбулентная диффузия 68, 75 Турбулентное напряжение трения 67 [c.558]

Дополнительные члены вида —(ри )и, — (pv ) и и т. д. в правой части уравнений представляют собой составляющие турбулентного напряжения трения для случая сжимаемого газа, члены вида — Ср (ро ) Т определяют дополнительный перенос тепла в потоке вследствие турбулентного движения. [c.585]

Покажем из простых соображений размерности,, что наличие той или другой линейной величины в формуле, связывающей турбулентное напряжение трения т с первой производной йи/йу, совершенно необходимо. [c.698]

Выполним аналогичный расчет для турбулентного трения в потоке. Усредняя по времени дифференциальные уравнения Навье — Стокса, получаем дополнительные члены, которые характеризуют дополнительные напряжения, вызванные турбулентным переносом количества движения поперек потока. В частности, турбулентное напряжение трения имеет следующий вид [c.279]

Рис. 3.11. Интенсивность турбулентности е (а) и состааляюшие турбулентного напряжения трения (6) [37]

При закрутке на входе по закону твердого тела турбулентность является существенно анизотропной наибольшее значение имеет радиальная составляющая, наименьшее — поперечная [37]. По длине трубы вследствие уменьшения интенсивности закрутки продольные и поперечные пульсации в периферийной области постепенно возрастают до 5—7%, а в приосевой уменьшаются до 6—10%. Радиальная составляющая 8 при затухании закрутки также уменьшается. Относительное значение ту] улентной энергии, равное отношению энергий пульсационного и осредненно-го движений, максимально в приосевой области и может достигать 0,04—0,06, что значительно больше, чем при осевом течении в трубах [197]. На рис. 3.11,5 приведены также данные, характеризующие радиальное распределение турбулентного напряжения трения Основной особенностью распределения является смена знака его абсолютного значения, что обусловлено наличием областей активного и пассивного воздействия центробежных массовых сил на структуру течения. По мере затухания закрутки касательные напряжения у стенки уменьшаются, а в приосевой области увеличиваются. Одновременно радиус нулевого значения смещается к оси. [c.116]

В дальнейшем черточки над средними величинами будем опускать. При осреднении общих уравнений движения, которые считаются справедливыми и для турбулентного движения в уравнениях для осредненных величин получаются члены турбулентного напряжения трения, а в ур.чвнении энергии — члены турбулентной теплопроводности Для их выражения через средние величины скорости и температуры служат различные полу-эмпирические теории. [c.688]

Наложение магнитного поля на течение электропроводящей жидкости приводит к снижению интенсивности турбулентных пульсаций скорости и в предельном случае (На- оо) к подавлению турбулентности потока. Это вызывает уменьшение турбулентного напряжения трения %= i- - i-r)dwldy и как след- [c.86]

Для иллюстрации рассмотрим возникновение трения в турбулентном плоскопараллельном потоке (у = 0). Пусть распределение продольной огредненной компоненты скорости (i/) вблизи поверхности стенки будет отображаться кривой, приведенной на рис. 1-10. Тогда количество движения пульсирующего потока ри индивидуального моля жидкости будет перемещаться вверх и вниз с пульсационной поперечной скоростью v y Этот пульсационный процесс будет создавать добавочное к молекулярному внутреннему трению турбулентное трение, величина которого будет равна Таким образом, турбулентное напряжение трения будет равно [c.58]

Прандтль произвел расчет распределения скоростей по поперечному -сечению круглой трубы в предположении ореднего значения турбулентных напряжений трения. Принятые условия расчета в круглой трубе точно не выполняются, и потому на расчеты (Прандтля следует смотреть, как на приближенные. Несмотря на это, формула, полученная Прандтлем, нашла в технике широкое распространение и получила название логарифмической формулы распределения скоростей. [c.232]

Эффект перемешивания часто выражают через турбулентное напряжение трения т = е (ди1ду), связывая вызывающую его причину с некоторой вязкостью б, называемой турбулентной , или вихревой , вязкостью. Так как турбулентная вязкость е в пограничном слое может в сто раз превышать динамическую вязкость [х той же жидкости, турбулентное течение обладает гораздо большей способностью к самоперемешиванию. Вследствие большего потока массы и большей турбулентной вязкости турбулентное течение способно распространяться на большее расстояние против возрастающего давления, чем ламинарное течение. Таким образом, перемешивание является очень важным фактором, характеризующим отрыв, который можно выразить в виде некоторого параметра. [c.20]

До сих пор мы предполагали, что стенки рассматриваемого канала или трубы являются гладкими. Легко видеть, однако, что приведенные рассуждения применимы и в случае канала или трубы с шероховатыми стенками. Правда, в этом случае н функция ф( , ) в равенстве (6.48), и функция в формуле (6.49) могут зависеть также от дополнительных аргументов (или ко1Н ), Си 02у. .определяющих размеры, форму и взаимное расположение неровностей стенки. Однако естественно думать, что в ядре течения наличие шероховатости будет сказываться только через значения граничных условий и значение турбулентного напряжения трения зависящего от величины трения о стенку), но не непосредственно. Если это так, то соотношение (6.50) должно быть одинаковым и для гладких, и для шероховатых стенок. Однако в таком случае, предположив, что области в которых выполняются соотношения (6.49) и (6.50), частично перекрываются между собой, мы снова придем к функциональному уравнению (6.51) с той только разницей, что теперь функции / и /2 (но не /1) могут зависеть еще от дополнительных параметров, характеризующих шероховатость. Отсюда, как и выше, вытекает, что при < < < о все три функции /, /1 и /2 должны быть логарифмическими с общим коэффициентом А = 1/к при логарифме следовательно, этот коэффициент должен являться универсальной постоянной (так же как и коэффициент Ви который, впрочем, для труб и каналов в принципе может быть различным). Что же касается коэффициентов В и В2, то они могут содержать общее слагаемое, зависящее от размеров и характера шероховатости. Если считать, что формула (6.52) применима вплоть до значения г = Я1, то вообще В1=0 и Вг = В поэтому при этом предположении данные измерений коэффициента сопротивления позволяют сразу определить и значение коэффициента В (или коэффициента В в формуле (6.36), просто связанного с В). Именно таким образом, в частности, были получены значения В при разных /loiг /v, представленные в виде черных кружков на рис. 6.5. [c.263]

Уравнения (6.57) н (6.59) позволяют определить распределение ветра u(z), v z) и коэффициента турбулентной вязкости К г) в планетарном пограничном слое атмосферы, если задать каким-либо образом функцию 1 г), т. е. указать завнснмость масштаба турбулентностн от высоты. Такая задача рассматривалась Мониным (1950а) н Блэкедаром (1962). Начнем с того, что оценим изменение с высотой в приземном слое атмосферы л -компоненты турбулентного напряжения трения = p/f- = pi4. Интегрируя по высоте [c.349]

Кроме пульсационного метода для измерения турбулентного напряжения трения можно применять также динамометрический метод, впервые предложенный Шеппардом (1947), а затем использовавшийся Паскуилом (1950), Райдером (1954), некоторыми американскими исследователями (см. Леттау и Дэвидсон (1957), раздел 3.2) и Гурвичем (1961). Сущность этого метода заключается в том, что кусок почвы с характерным для окружающей местности травяным покровом помещается вровень с поверхностью почвы на подвижную платформу (подвешенную на нитях в опытах Гурвича и плавающую в жидкости в опытах других исследователей), удерживаемую на месте специальной пружиной. Сила трения, действующая на платформу при наличии ветра, при этом определяется с помощью измерения либо натяжения пружины (Шеппард, Паскуил и др.), либо [c.442]

Поскольку высказанное выше предположение включает утверждение, что турбулентный режим в пограничном слое Описывается небольшим числом параметров, применяя его, целесообразно ограничиться случаями, когда движение жидкой частицы не выводит ее за пределы слоя постоянства турбулентного напряжения трения х — и (в случае температурно стратифицированной жидкости) турбулентного потока тепла д. Начнем, следуя Эллисону (1959) и Бэтчелору (1959), со случая пограничного слоя обычной (нестратифицированной) жидкости, для которого д — О (для определенности можпо считать, например, что речь идет о приземном слое атмосферы в условиях безразличной стратификации). В этом случае турбулентный режим определяется параметрами ы, и 2о. Существенно, однако, что вне очень тонкого слоя жидкости (толщина которого имеет тот же порядок величины, что и 2о), непосредственно примыкающего к стенке 2 = 0, важную роль играет уже только один параметр ы,. Изменение же величины го (скажем, ее замена на г ) приводит лишь к дополнительному горизонтальному перемещению всей массы жидкости по направлению оси Од с постоянной скоростью - 1п , где х = 0,4— постоянная Кармана 0 [c.490]

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 ...