Турбулентность крупномасштабная

Применительно к условиям стационарного процесса горения (факел, пламя) можно представить себе три характерных режима распространения пламени ламинарный (нормальный), турбулентно-мелкомасштабный, турбулентно-крупномасштабный.. [c.104]

Здесь G, G t — расход массы сплошного и дискретного компонентов потока в поперечном направлении,вызванный крупномасштабными турбулентными пульсациями f— поверхность нагрева txt, v , и.гт — температуры и скорости компонентов потока в районе турбулентного ядра s, s t — касательные напряжения, относящиеся к непрерывной и дискретной среде потока. [c.188]

По-видимому, ВЧ неустойчивость связана с образованием в вихревой трубе крупномасштабных когерентных вихревых структур (КВС) сдвигового характера, подобно тому, как это наблюдается в турбулентных слоях смешения струй с различными скоростями течения (рис. 3.18, 3.19). [c.123]

В третьем случае частицы, плотность которых велика, принимают участие в крупномасштабном турбулентном движении. В этом случае поток можно рассматривать как смесь тяжелого и легкого газов. Напряжение сдвига и коэффициент сопротивления, обусловленные присутствием твердых частиц, определяются уравнением [c.236]

При больших R велики таклсе и числа Рейнольдса R . крупномасштабных пульсаций. Но большие числа Рейнольдса эквивалентны малым вязкостям. Отсюда можно заключить, что для крупномасштабного движения, являющегося как раз основным во всяком турбулентном потоке, вязкость жидкости не играет роли. Поэтому в крупномасштабных пульсациях не происходи г и заметной диссипации энергии. [c.186]

Отсюда вытекает следующий результат. Вне области вихревого движения турбулентные пульсации должны затухать, причем тем быстрее, чем меньше их масштаб. Другими словами, мелкомасштабные пульсации ие проникают глубоко в область потенциального движения, В результате заметную роль в этой области играют лишь самые крупномасштабные пульсации, за- [c.208]

Говоря (в следующих параграфах) о свободной границе турбулентной области, мы будем подразумевать, естественно, ее усредненное по времени положение. Мгновенное же положение границы представляет собой очень нерегулярную поверхность эти нерегулярные искажения и их изменение со временем связаны в основном с крупномасштабными пульсациями и соответственно простираются в глубину на расстояния, сравнимые с основным масштабом турбулентности. Нерегулярное движение граничной поверхности приводит к тому, что фиксированная в пространстве точка потока (не слишком удаленная от среднего [c.209]

Будем считать, что существенное изменение средней температуры происходит на тех же расстояниях I (основной масштаб турбулентности), на которых меняется средняя скорость движения. К мелкомасштабным (масштабы X I) пульсациям температуры можно применить те же общие представления и соображения подобия, которые были ул<е использованы при рассмотрении локальных свойств турбулентности в 33. При этом будем считать, что число Р 1 (в противном случае может оказаться необходимым введение двух внутренних масштабов, определенных по V и по х)- Тогда инерционный интервал масштабов является в то же время конвективным, — выравнивание температур в нем происходит путем механического перемешивания различно нагретых жидких частиц без участия истинной теплопроводности свойства температурных пульсаций в этом интервале не зависят и от крупномасштабного движения. Определим зависимость разностей температур Т%, от расстояний X в инерционном интервале (Л. М. Обухов, 1949). [c.299]

Крупномасштабные турбулентные пульсации являются вместе с тем [c.393]

Превращения энергии в турбулентном потоке осуществляются схематически следующим образом. Крупномасштабным пульсациям непрерывно передается энергия осредненного движения жидкости. Отбор этой энергии производится продольными пульсациями скорости от последних кинетическая энергия передается к крупномасштабным поперечным пульсациям. Кинетическая энергия от продольных пульсаций к поперечным передается посредством пульсаций давления, приводящих к возникновению мгновенных градиентов давления, а следовательно, и движению жидкости в перпендикулярном направлении к исходному движению. [c.393]

Если сверху размеры турбулентных пульсаций ограничены геометрическими размерами потока, то снизу — некоторой величиной / , представляющей собой наименьший размер турбулентных пульсаций (внутренний масштаб турбулентности). Так как частота пульсаций, т. е. величина шД, тем меньше, чем больше I, то крупномасштабные пульсации называют низкочастотными, а мелкомасштабные — высокочастотными. [c.394]

По Колмогорову при очень больших числах Рейнольдса мелкомасштабные турбулентные движения однородны, изотропны и статистически стационарны независимо от характера крупномасштабных движений (локально изотропная турбулентность). [c.396]

Таким образом, непосредственно возле стенки движение определяется молекулярной вязкостью, в струйном слое крупномасштабные образования являются причиной переменной от координат турбулентной вязкости, а в ядре потока турбулентная вязкость очень мало зависит или не [c.55]

Граничные условия, налагаемые на уравнения (3.1), зависят от физической схематизации движения /33 - 56/. В соответствии с принятой физической моделью турбулентного движения рассматриваются три варианта математической модели. В первом приближении рассматривается двухслойная модель движения - вязкий подслой возле стенки и турбулентный поток возле оси, т.е. предполагается, что крупномасштабная турбулентность распространяется до оси потока, но разрушаясь, не по-> рождает мелкомасштабной турбулентности. При этом граничными [c.56]

Для описания крупномасштабной области (струйный слой) необходимо определить изменение коэффициента турбулентной вязкости от координат и установить граничные условия, исходящие из особенностей турбулентного движения в трубах. Зависимость турбулентной вязкости от координат описывается соотношением (3.4) /33 - 56/. В выражении [c.62]

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]

В момент возникновения турбулентные вихри имеют крупные размеры и низкие частоты пульсаций. В дальнейшем происходит перенос этих вихрей потоком, их разрушение, рост частоты пульсаций. Крупномасштабные вихри несут основную долю энергии пульсационного движения, которое передается вихрям малого размера. В последних кинетическая энергия турбулентности переходит в теплоту в результате вязкого трения. Распределение энергии пульсаций по частотам носит название энергетического спектра пульсаций. Имеются и другие более сложные параметры, характеризующие микроструктуру турбулентного потока [4]. [c.257]

Многие из космология, теорий и теорий образования галактик, к-рые рассматривают процессы аннигиляции вещества и антивещества, диссипацию развитой турбулентности, крупномасштабных потенциальных движений, исаарение первичных чёрных дыр малой массы, распад нестабильных элементарных частиц, предсказывают значит, энерговыделение на ранних стадиях расширения Вселенной. В то же время любое выделение энергии Д > 1 — 10% на этапе, когда темп-ра [c.135]

В качестве примера рассмотрим движение частицы в вертикальном канале, включая и участок разгона, но для случая автомодельного движения ( / = onst). Участок автомодельности наступает при высоких числах ReT, что соответствует режиму развитой турбулентности. Поэтому можно воспользоваться итерационной формулой для амплитуды крупномасштабных пульсаций сплошного потока, полученной в [Л. 284], так как именно эти пульсации играют главную роль для перемещения (и перемешивания) частиц [c.107]

Из теории турбулентности известно [25], что перенос взвешенных в потоке частиц осуществляется главным образом крупномасштабными вихревыми образованиями, присущими турбулентному потоку. Величина образований обусловлена порядком размера потока и поэтому перенос частиц осуществляется по всей глубине потока. Крупные вихри (крупномасштабная турбулентность) захватывают и переносят взвешенные частицы различных размеров. При отсутствии центробежных сил (на поворотах, ответвлениях п т. п.), а также специфических особенностей пылегазовой смеси (уплотнение пыли в местах поворота, залнпание ее на поверхностях, комкование и 1. д.), поля концентрации (запыленности) должны меняться незначительно в сравнительно широком диапазоне изменения скоростей и размеров частиц и при сравнительно небольших концентрациях (щ < < 0,3 кг/кг) и мало влияют на характер полей скоростей всего потока. Это подтверждается опытами ряда исследователей [45]. (Вопросы осаждения аэрозольных частиц на стенках сравнительно длинных труб и каналов в соответствии с миграционной теорией осаждения [97 ] здесь не рассматривается.) В проведенных опытах [45] изучалось распределение концентрации (х, кг/кг) и плотности пылевого потока [ , кг/(м -с) ] в рабочей камере модели аппарата при различных условиях подвода и раздачи потока по сечению. Для запыливаиия потока воздуха применялась зола тощего угля с фракционным составом, приведенным ниже, и плотностью р = = 2,16 г/см . [c.312]

В частности, в осесимметричных струях такие структуры идентифицируются с неустойчивостью вихревого слоя и его сворачиванием в концентрации завихренности — вихри. Снос этих вихрей вниз по потоку сопровожцается процессом их последовательного слияния попарно, что и определяет расширение слоя смешения. Каскад попарных слияний вихрей заканчивается образованием последовательности клубков. В конце начального участка крупномасштабные клубки разрушаются и генерируют мелкомасштабную турбулентность. Взаимодействие упорядоченных, когерентных структур с хаотическим турбулентным фоном определяет динамику развития структурного турбулентного движения. [c.127]

По сути дела различие эффективности энергопереноса определяется масштабами энергоносителей, в данном случае масштабами турбулентности. Более глубокое различие мелкомасштабной и крупномасштабной турбулентности проявляется при рассмотрении процесса переноса окружной компоненты импульса. [c.133]

Однако устойчивость будет наблюдается и при политропном распределении с показателем политропы I <п< к, гпе к = С /С,. В этом диапазоне процесс переноса тепла против градиента температуры обусловлен крупномасштабной турбулентностью. Хин-це считает также, что аномальная температура в следе за телами при их обтекании сжимаемыми жидкостями с большим числом Маха [197] может быть объяснена переносом энергии при совершении турбулентными молями квазимикрохолодильных циклов. По мнению Хинце [197], это явление объясняет и физическую сущность эффекта Ранка. К тому же выводу приходят И.И. Гусев и Ф.Д. Кочанов [35], получившие для плоского кругового потока в сопловом сечении политропное распределение параметров [c.165]

Будем считать, что при достаточно бо.льших временах вихри, размеры которых равны интегрально.му масштабу движения жид-т ости Ь, являются статистически независимыми. С другой стороны, процесс диффузии пузырьков при больших временах определяется крупномасштабными вихрями. Тогда, как известно, лагранжев временной масштаб движения пузырьков в турбулентном потоке жидкости равен времени их пребывания в вихре интегрального масштаба Ь при условии, что за это время направление движения вихря существенно не изменится [c.85]

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]

Применим такие соображения к определению порядка величины диссипации энергии при турбулентном движении. Пусть е есть среднее количество энергии, диссипируемой в единицу времени в единице массы жидкости ). Мы видели, что эта энергия черпается из крупномасштабного движеиия, откуда постепенно передается во все меньшие масштабы, пока не диссипируется Б пульсациях масштаба io. Поэтому, несмотря па то, что диссипация обязана в конце концов вязкости жидкости, порядок величины е может быть определен с помощью одних только величин, характерных для крупномасштабных движений. Таковыми являются плотность жидкости р, размеры / и скорость Аи. Из этих трех величин можно составить всего одну комбинацию, обладающую той же размерностью, что и е, т. е. эрг/г-с = см /с Таким способом получаем [c.187]

Сделаем еще следующее общее замечание ). Можно было бы думать, что существует принципиальная возможность получить универсальную (пр 1менимую к любому турбулентному движению) формулу, определяющую величины Вгг, Вц для всех расстояний г, малых по сравнению с /. В действительности, однако, такой формулы вообще не может существовать, как это явствует из следующих соображений. Мгновенное значение величины (v2i — Ук) ( 2 — V]k) можно было бы, В пршщипе, выразить универсальным образом через диссипацию энергии е в тот же момент времени. Однако, при усреднении этих выражений будет существенным закон изменения е в течение периодов крупномасштабных (масштабы /) движений, различный для различных конкретных случаев движения. Поэтому и результат усреднения не может быть универсальным ). [c.200]

Мы видели, что диссипация энергии при турбулентном движении связана с наиболее мелг омасштабными пульсациями крупномасштабные движения заметной диссипацией не сопровождаются, с чем и связана возможность применения к ним уравнения Эйлера. Ввиду сказанного выше мы приходим к су-ш,ественному результату, что диссипация энергии происходит в основном лишь в области вихревого турбулентного движения и практически не имеет места вне этой области. [c.209]

При возрастании числа Рейнольдса в потоке жидкости появляются, как изв,естно, сначала крупномасштабные пульсации. Возникновение этих пульсаций знаменует начало перехода ламинарного движения в турбулентное, причем к этому моменту формируется (по крайней мере в начальной стадии) и вязкий подслой. Эти единственные пульсации есть не что иное, как трансформированные вязкие возмущения. Поэтому их частота та же, что и у возмущений в вязком подслое, вследствие чего знак неравенства в приведенном выше выражении должен быть заменен на знак равенства. Соответственно этому для критического числа Рейнольдса, отвечающего переходу ламинарного движения в турбулентное, получается следующее соотношение [c.421]

В предельном случае модельная структура пристенного турбулентного движения состоит из трех элементов 1) вязкой среды возле твердой поверхности 2) крупномасштабных образований (крупномасштабная турбулентность), отрываюшцхся от вязкой среды в результате волнового взаимодействия вязкой и турбулентных сред и 3) турбулентной среды в основном потоке, состоящей из мелкомасштабной турбулентности, зависящей от предыстории движения/33-56/. Крупномасштабная турбулентность, разрушаясь, поддерживает мелкомасштабную турбулентность. Мелкомасштабная турбулентность стремится к однородной турбулентности однако крупномасштабные вязкие струи поддерживают неоднородную турбулентность. Таким образом, пристенная турбулентность генерируется в результате волнового взаимодействия вязкой среды с турбулентной и только в результате такого взаимодействия поддерживается эта турбулентность. Если бы на время удалось приостановить приток крупных образований в турбулентную среду со стороны вязкого подслоя, то в ядре потока образовалось бы движение, аналогичное молекулярному движению разреженных газов, т.е. со скольжением относительно твердой поверхности при этом имелось бы постоянное значение турбулентной вязкости. По-видимому, такое явление имеет место, но периодического характера. Наличие крупных образований между вязкой и турбулентной средами сглаживает это скольжение и образуется плавное изменение поля скоростей. Однако влияние вязких струй на турбулентное ядро потока с удалением от стенки уменьшается и при определенных условиях в ядре потока имеет место однородная турбулентность. При обычных экспериментальных исследованиях кинематические параметры на границе вязкой и турбулентной сред осредняются в пространстве и во времени /33-56/. [c.51]

По концепции Колмогорова-Ричардсона о каскадном процессе передачи энергии от крупномасштабных компонентов ко все более и более мелколшсштабным компонентам прямое взаимодействие между крупномасштабной (струйной) и мелкомасштабной турбулентностями маловероятно. Поэтому крупномасштабная и мелкомасштабная турбулентности ведут себя как разные среды, имеющие различные физикомеханические свойства. [c.51]

Затем рассматривается трехслойная модель турбулентного движения, т.е. предполагается, что крупномасштабная турбулентность, разрушаясь, достигает только определенной границы, за которой она уже не оказывает влияния на осредненные параметры турбулентного потока, которые определяются только мелкомасштабной турбулентностью в ядре потока. Граничными условиями будут для слоя крупномасштаб- [c.57]

В заключение рассматривается трехслойная наложенная модель движения, в соответствии с которой крупномасштабная турбулентность, разрушаясь, распространяется до оси потока, где также присутствует мелкомасштабная турбулентность. Согласно концепции Колмогорова-Ричардсона о каскадном характере передачи энергии взаимодействие между турбулентностью разного масштаба отсутствует, поэтому суперпозиция осуществ.г1яется на уровне осредненных движений (скоростей). При этом граничные условия будут определяться перв1,1ми двумя физическими моделями. [c.57]

Решение уравнения (3.9) с учетом выражения (3.8), приведенное в предыдущих параграфах, показывает, что оно хорошо описывает пристенное турбулентное движение в трубах круглого сечения. Распределение скоростей вязкого подслоя (участок 1, рис. 3.14, а) и область крупномасштабной турбулентности (область вязкой струи - участок 2) в универсальных координатах очень хорошо описываются единым уравнением (3.53) область 3 уравнением (3.53) не описывается оно идет по линии 3. Таким образом, уравнение (3.53) описывает только пристенную часть потока вязкий подслой и крупномасштабная область (струйный слой). Для крупномасштабной области парамегры переносов зависят от вязких выбросов из вязкого подслоя. Эти выбросы, имея максимальное значение около вязкого подслоя, уменьша отся до [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...