Измерение турбулентных характеристик потока

ИЗМЕРЕНИЕ ТУРБУЛЕНТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОТОКА [c.255]

Результаты измерений турбулентных характеристик для двухфазного расслоенного потока показаны на рис. 3.27, 3.28, 3.29. Как видно на приведенных рисунках, в непосредственной близости от стенки распределение осредненных скоростей вполне удовлетворительно можно аппроксимировать прямолинейной зависимостью. [c.111]

При изучении потоков с большими до- и сверхзвуковыми скоростями широкое применение получили оптические и акустические методы. Их основное преимущество заключается в возможности производить локальные измерения без ввода в поток каких-либо датчиков. В принципе и оптические, и акустические приборы работают либо за счет изменения параметров при прохождении волн через заданную область, либо при их рассеивании на инородных частицах в потоках. Применение лазеров и голографии, а также доплеровского эффекта в оптике и акустике открывает большие перспективы в изучении полей скоростей и турбулентных характеристик. [c.497]

Термоанемометр является до настоящего времени основным средством измерения детальных характеристик турбулентных потоков, прежде всего пульсационных, составляющих скорости. Это становится возможным из-за малой тепловой инерционности измерительной нити. [c.118]

Краткое содержание. С помощью термоанемометров проведены некоторые измерения параметров основного потока и характеристик турбулентности при вполне развитом течении в плоском диффузоре, половина угла раствора которого составляла Г. Сравнение с данными по течению в параллельном канале указывает на значительное увеличение турбулентной энергии и среднего касательного напряжения, а также на некоторое уменьшение поверхностного трения и отношения средних скоростей вблизи стенки. [c.372]

Измерения, выполненные в потоках со сдвигом. Хотя турбулентность относится к явлениям, происходящим в потоках со сдвигом, и непосредственные измерения турбулентных пульсаций практикуются уже в течение тридцати лет, надежные данные, характеризующие турбулентные потоки, удивительно ограниченны. Большая часть этих данных получена в пограничном слое или в безграничных потоках, подвергнутых обсуждению в главах УП и УП . В настоящей главе рассматривается сравнительно недавнее исследование равномерного потока в трубах, проведенное Лауфером это исследование дает понятия некоторых основных характеристик турбулентности в практически простейшем типе турбулентного потока. [c.278]

Размер отражающего блика при этом составлял У сф = 0,5 мм. Для регистрации флуктуаций в отраженном и в падающем на рассеиватель излучении на обоих концах трассы были установлены ФЭУ, работавшие в режиме счета фотоэлектронов. Приемные диафрагмы ФЭУ имели диаметр 0,1 мм. Измерение структурной характеристики флуктуаций диэлектрической проницаемости воздуха в турбулентном потоке осуществлялось по уширению [c.183]

Хотя явление турбулентности известно уже сотни лет, детальные измерения характеристик потока вблизи перехода были выполнены только в последнее десятилетие ). Возникновению турбулентного режима движения обычно предшествует возбуждение [c.478]

Выше уже отмечалось, что полная проверка выводов из теории подобия, изложенных в 7, требует знания не только профилей й(г), Т г) и 0(2 ), но значений турбулентного потока импульса (напряжения трения) = потока тепла q и потока влаги (скорости испарения илй конденсации) /. Поскольку к тому же величины т (или ы ), и / вообще являются очень важными характеристиками атмосферной турбулентности, наиболее непосредственно описывающими взаимодействие между атмосферой и подстилающей поверхностью, естественно, что задача определения их значений является одной из центральных в физике приземного слоя воздуха. Поэтому имеет смысл хотя бы вкратце описать здесь основные методы измерения турбулентных потоков. [c.437]

На рис. 3.25 и 3.26 приведены характеристики турбулентного однофазного потока в трубе диаметром 56 мм. Обработка и сопоставление результатов измерения осредненных и пульсационных скоростей свидетельствуют об удовлетворительном их совпадении с известными данными Лауфера. [c.111]

Частотный спектр пульсаций также является важной характеристикой турбулентного потока. Поскольку в турбулентном потоке существуют вихри различного масштаба и энергии, то в потоке имеет место широкий спектр частот пульсаций. Для крупных вихрей характерны низкие частоты, для мелких — более высокие. Экспериментальное определение частотного спектра состоит в измерении энергии сигнала, соответствующей данной частоте пульсаций или некоторому диапазону частот. [c.265]

Здесь рассмотрены лишь методы измерения величин, характеризующих стационарные или слабо меняющиеся процессы. Для измерения нестационарных скоростей, давлений и сил, действующих на тела, находящихся в потоках, а также определения характеристик турбулентного движения используют различные физические методы [11]. [c.496]

Одним из методов изучения турбулентных потоков жидкости в элементах турбомашин является изучение одномерного спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости. Однако полученный экспериментально спектр [1] не дает полной и обобщенной информации о его характеристиках. Кроме того, из-за наличия периодических срывов вихрей с ограждающих поток стенок происходит наложение низкочастотных колебаний на показания измерительных приборов во всех полосах частотного фильтра, что придает случайный характер измеренным интенсивностям турбулентных пульсаций. Таким образом, возникает необходимость в статистическом сглаживании показаний приборов и в расчете обобщающих параметров, характеризующих спектр. В статье дается метод расчета одномерного спектра турбулентных гидроупругих колебаний жидкости в элементах турбомашин преобразованием переменных и статистического сглаживания спектра по характерным диапазонам [2]. [c.88]

Рассмотрение этих данных показывает, что начальная турбулентность потока практически не привела к изменению аэродинамических характеристик сопловой решетки в плоской части потока. Изменение их находится в пределах погрешностей измерений. Однако этот вывод нельзя распространить на все решетки, поскольку эти результаты получены при исследовании конфузор-ной решетки с плавным изменением давлений по контуру лопатки. [c.80]

В последнее время всесторонним теоретическим исследованием проблемы теплопередачи при движении жидкости в трубе занимался Рейхардт . В основу исследования он положил универсальный профиль скоростей при турбулентном движении, измеренный им самим в непосредственной близости от стенок. Всю область течения он разделил не на две, а на три зоны на зону чисто ламинарного течения на промежуточную зону, в которой действие молекулярной вязкости и теплопроводности сравнимо с действием турбулентного перемешивания, и на зону чисто турбулентного течения (ядро потока), в которой действие молекулярной вязкости и теплопроводности ничтожно мало по сравнению с действием турбулентного перемешивания. Для материальных характеристик, кроме коэффициентов вязкости и теплопроводности, а также удельной теплоемкости в каждой зоне берутся свои средние значения. Теория Рейхардта очень сложна, но зато она позволяет с единой точки зрения подойти к оценке всех до сих пор известных опытов, произведенных как при самых малых, так и при самых больших коэффициентах вязкости. Одним из важных результатов этой теории является опреде- [c.538]

Характеристики пульсаций скорости в турбулентном потоке в трубах. Измерения в гидравлически гладких и шероховатых трубах показали, что относительный стандарт пульсационной продольной составляюш,ей скорости турбулентного потока при [c.171]

Нри исследовании процессов смешения в турбулентных потоках важно знать связи между коэффициентами переноса (коэффициентами турбулентной диффузии, вязкости, теплопроводности и т.д.) и характеристиками турбулентности, измеренными в эйлеровой системе координат. Между тем коэффициенты переноса по своему смыслу определяются лагранжевыми характеристиками турбулентности, и в лагранжевой системе координат эту связь для случая однородной турбулентности можно получить из уравнений Тейлора [1 [c.408]

Целью работы было сопоставление лагранжевых и эйлеровых характеристик турбулентности. Интенсивность поперечных пульсаций скорости Ее, измеренная термоанемометром с Х-образным датчиком (и для контроля - однониточным датчиком по методике [1], когда нить устанавливается под углом к направлению потока), совпала во всех случаях с интенсивностью поперечных пульсаций г/, измеренной диффузионным методом (т.е. в лагранжевой системе координат). При измерениях г/ использовалось соотношение г/ = йУ/йх, причем дисперсия измерялась на небольших расстояниях от нити [1]. Этот результат отмечался и ранее при измерениях в потоках за решетками [13]. В то же время масштабы поперечных пульсаций скорости, определенные в эйлеровой (термоанемометр) и лагранжевой (диффузионный метод) системах координат различаются существенно. [c.412]

Во всех случаях коэффициент турбулентной диффузии В определялся как скаляр, хотя соотношение (6.3) в отличие от (6.2) позволяет учесть анизотропию характеристик переноса. При сопоставлении строк 6-8 таблицы использовались оба соотношения (6.3). Хотя исследованные потоки нельзя считать изотропными, различие в значениях к несущественно при использовании результатов измерения как продольных и ), так и поперечных у ) пульсаций скорости. При составлении же строк 1-5, хотя и использовалось соотношение (6.2), учет анизотропии потока несколько условен из-за отсутствия результатов измерений необходимого комплекса параметров, определяющих величину Е. [c.416]

Очеретько В, Ф., О методах измерения турбулентных характеристик двухфазных потоков с помощью фотосъемки, сб. Исследование турбулентности одно- и двухфазных потоков , изд-во Наукова думка , Киев, 1966. [c.411]

Турбулентные хаоактеристики закрученного потока определялись в системе координат 1), (рис. 4.1), в которой направление совпадает с вектором осредненнои суммарной скорости потока, а координаты перпендикулярны оси Выбор указанной системы координат обусловлен методическими особенностями измерения турбулентных характеристик в поступательно-вращательном потоке. Основы методики измерений изложены в работе [ 72 ]. Вследствие выполнения условия и и, ш, ось Т) практически совпадает с радиальным направлением. [c.79]

Сошлемся на обзорную статью Линь Цзяо-цзяо, Статистические теории турбулентности, помеш енную в сб. Турбулентные течения и теплопередача , ИЛ, М., 1963 (перев. с америк. изд. 1959 г.), на ранее цитированные монографии А. С. Монина иА. М. Яглома, а также И. X и н ц е. Эквпериментальная методика изучения турбулентной структуры потока в канале и анализ результатов измерений турбулентных характеристик в нем изложены в работе Ж. Конт-Белло, Турбулентное течение в канале с параллельными стенками, перев. с франц., Мир , М., 1968. [c.626]

Фотографический метод. Поскольку в любой данный момент времени в потоке воздуха содержится множество сферических частиц, измерение их турбулентных характеристик является весьма специфической задачей. Для ее решения применим фотографический метод последовательной съемки. Через верхнюю стенку канала вертикально вниз вдоль его оси пропускается плоский. луч света, ограниченный ще.лью шириной 1,6 мм. В качестве линейного источника света используется импульсная лампа высокоскоростного стробоскопа, обеспечивающего частоту вспышек 5000—8000 сек Световой поток коллимируется ци.линдри- [c.88]

Турбулентные характеристики закрученного потока в трубах при закрутке потока на входе вращающейся секцией (закон иг = onst) подробно изучены в работе [5]. Измерения выполнены в цилиндрической системе координат. Характ распредепения коэффициентов корреляции t/ ш i/ w [c.83]

Весьма ограниченны данные по турбулентной структуре нестационарных неизотермических течений в каналах. В работе Б.В. Перепелицы, Ю.И. Пшеничникова, Е.М. Хабахпашевой [44] представлены результаты измерений статистических характеристик пульсаций температуры в нестационарном турбулентном потоке воды в диапазоне чисел Рейнольдса Ке = = (1,36. .. 6,1) 10 и частотах колебаний расхода от 0,4 до 4 Гц. Эксперименты проводились в канале прямоугольного поперечного сечения с обогревом одной стенки и при наличии предварительного, участка гидродинамической стабилизации. На входе в рабочий участок устанавливался пульсатор, создающий колебания расхода жидкости. Мгновенные значения расхода изменялись до 5 раз. Поскольку тепловьоделение в обогреваемой стенке при этом не менялось, при увеличении расхода температура стенки должна падать, а при замедлении— возрастать. Соответственно изменяется по времени и температура потока вблизи стенки. Характер перестройки усредненного профиля температуры во времени виден из распределения скорости изменения температуры 3 Т Ът в течение одного периода. На рис. 3.6 представлено изменение величины ЪТ Ът от фазы колебания расхода на различных расстояниях от стенки. Расход жидкости через канал падает в промежуток времени ЭГ/Эт между 0,3 и 0,5. .. 0,6 и возрастает между 0,5. .. 0,6 и 1. Как видно из рисунка, наиболее сильный рост температуры наблю- [c.87]

Опытные данные по нестационарному эффективному коэффициенту турбулентной диффузии представленные в разд. 5.2, 5.3, были обобщены зависимостью (5.60). Зависимость (5.60) может быть использована для расчета относительного коэффициента к = К К при увеличении тепловой нагрузки в пучках витых труб с числом = 220 (5/ = 12) при числах Ке = 3,5 10 . .. 1,75 Ю , то = 1. .. 6 с, (ЭТУ/Эт) = = (0,615. .. 7,2) кВт/с. Измерение температурных полей теплоносителя в этом пучке для различных моментов времени показало, что рассмотренный тип нестационарности влияет на коэффициент к в первые моменты времени из-за изменения во времени граничных условий, связанного с изменением мощности тепловой нагрузки N = N т). Это подтверждает гипотезу, что при нестационарном разогреве пучка происходит изменение турбулентной структуры потока, приводящее к перестройке температурных полей в пучке и росту к в первые моменты времени. Этот механизм интенсификации нестационарного тепломассопереноса при изменении тепловой нагрузки будет определяющим, по всей вероятности, и в пучках витых труб с другими числами Поскольку наиболее благо-прятными теплогидравлическими характеристиками обладают пучки витых труб в диапазоне изменения чисел = 57. ... .. 220, рассмотрим влияние различных параметров режима на закономерности нестационарного тепломассопереноса в пучке витых труб с числом Рг = 57 (5/ = 6,1) при увеличении мощности тепловой нагрузки в той же последовательности, как это было сделано для пучка с Рг = 220. [c.163]

Рис. 1. Схема измерений спектральных характеристик турбулентного потока 1 — зонд терыоанемометра 2 — координатник 3 — процессор 4 — вольтметр усредненных значений сигнала S — вольтметр средних квадратических отклонений сигнала — спектроанализатор

Пульсации квазистационарного потока передаются от низких частот к высоким, где полностью диссипируют. Следовательно, турбулентные пульсации потока занимают широкий спектр частот, начиная от крупномасштабных (низкочастотных) и заканчиваясь мелкомасштабными (высокочастотными). Такое представление турбулентного потока позволяет раздельно исследовать спектральные (спектральная модель) и квазистационарные (квазистационар-ная модель) характеристики турбулентного потока. На рис. 1 приведена принципиальная схема измерений спектра турбулентных пульсаций во входном (в—в) и выходном (О—0) сечениях патрубка. Воздух из бака (акустического фи.льтра) следует ко входному измерительному устройству в сечении в—в, затем проходит через исследуемый патрубок, выходное измерительное устройство в сечении О—О и через подпорную трубу с сеткой выходит в атмосферу. В измерительных устройствах установлены датчики, соединенные с регистрирующими нрЕборами. При исследовании спектральной модели датчиками являются зонды термоанемометра 7, перемещающиеся с помощью координатника 2, а регистрирующими приборами — вольтметры 4 та 5, соединенные с датчиками через процессор 3. При исследовании квазистационарной модели датчиками являются пневмометрические зонды, а регистрирующими устройствами — батарейные микроманометры. [c.99]

МЕРЦАНИЙ МЕТОД — метод определения параметров турбулентной среды и источника, к-рым просвечивается среда, на основе измерения статистич. характеристик флуктуаций потока излучения, вызванных модуляцией волн неоднородностями показателя прело.м-ленин. Метод базируется на теории распространения волн в средах с ноказателем ореломления, являющимся случайной ф-цией координат г (см. Распространение радиоволн в случайно неоднородных средах). Развитие возмущений поля волны начинается с развития фазовых возмущений, затем эффекты фокусировки, дифракции и интерференции приводят к появлению флуктуаций потока — мерцаниям (см. Мерцания радиоволн). Различают два режима мерцаний режим слабых и режим сильных (насыщенных) мерцаний. Движение среды относительно луча зрения преобразует пространств, флуктуации во временные. [c.99]

В ЦКТИ были проведены некоторые опыты по измерению турбулентности и ее характеристик в сжимаемом потоке и пограничном слое. Измерения производились с помощью термоанемометра с нагретой нитью, электроанемометра с тлеющим разрядом и с помощью интерферометра. [c.307]

Таким образом, интерпретация регистрируемых электрических сигналов нетривиальна. С точки зрения измерения характеристик турбулентности описываемый способ, конечно, не может конкурировать с известными методами (например, термоанемометрическим). Это обусловлено не только сложностью интерпретации сигнала, но и интегральным характером метода. По предалагаемый метод может дать косвенные сведения о характеристиках турбулентности в потоке, когда использование тонких измерительных устройств оказывается невозможным. Как будет показано таким способом можно определить эффективность смешения различных примесей, длину на- [c.617]

К числу мепее изученных факторов следует отнести влияние масштаба турбулентности набегающего потока на положение точки перехода. Примером этого влияния могут служить приведенные на рис. 220 результаты опытов ) над пограничным слоем на эллиптическом цилиндре, расположенном под нулевым углом атаки в воздушном потоке, турбулизированном решетками, ноставле1И1Ымн впереди цилиндра на некотором от него расстоянии (размеры ячеек решетки приводятся па рисунке). Вихри, созданные стержнями решетки, перемещаясь вниз по потоку, разрушаются, образуя размытые области возмущенного движения, средние размеры которых представляют масштаб турбулентности. Масштаб турбулентности Ь поддается измерению, а отнощение его к линейному размеру обтекаемого тела, в данном случае меньшему диаметру эллипса О, наряду с интенсивностью турбулентности е служит характеристикой турбулентности набегающего потока. График на рис. 220 выражает связь между безразмерной величиной абсциссы точки перехода ламинарного слоя в турбулентный на поверхности эллиптического цилиндра и параметром Тэйлора ), представляющим произведение интенсивности турбулентности на корень пятой степени из отношения характерного размера тела О к масштабу турбулентности L. Из этого графика видно, что при малых значениях параметра Тэйлора внешние возмущения слабо влияют на размер ламинарного участка слоя здесь все определяется внутренней устойчивостью движения в слое. При сравнительно [c.676]

Как уже упоминалось выше, одним из важных соображений, которое надо учитывать во всех экспериментах на моделях, является неадекватное в большинстве случаев воспроизведение значений числа Рейнольдса в натурных условиях. Некоторая компенсация этого недостатка в ряде случаев обеспечивалась введением при моделировании поверхностной шероховатости или других устройств на поверхности модели, вызывающих турбулентность (турбулизаторов), так что возбуждался поток, имеющий некоторые характеристики потока при более высоком числе Рейнольдса. До настоящего времени, по-видимому, не существует какого-либо общего руководства по таким устройствам, хотя имеются отдельные случаи успешного моделирования. Например, в [4.25] сообш,ается, что распределение средних значений Ср по периметру горлового сечения в натурных условиях было адекватно воспроизведено при лабораторных испытаниях посредством использования специально подобранной шероховатости поверхности модели при Ре 1,2-10 . Довольно хорошее совпадение отмечается также между измерениями пульсаций давления на модели и в натурных условиях, результаты которых приведены на рис. 4.32. Об исследованиях, посвященных изучению влияния шероховатости поверхности или высоты ребер и их размещения на распределение давления по поверхности гиперболической градирни, сообщается в [4.27.....4.31]. Как отмечается в [4.32, 4.33], в которых описывается влияние изменения высоты импостов на распределения давления по поверхностям моделей зданий, относительные высоты возмущений приземного пограничного слоя должны быть значительно больше при моделировании, чем в натурных условиях, из-за различия условий в пределах приземных погранич- [c.127]

Труба IMK - металлическая аэродинамическая труба открытого типа с открытой рабочей частью. Уровень турбулентности в ней уменьшен набором детурбулизирующих сеток и кон-фузором с поджатием 3.8. Рабочая часть имеет поперечное сечение 1 0.7 м . Измерения выполнялись при скорости свободного потока = 6.5 м/с. Данные о фоновых возмущениях в потоке в условиях данных экспериментов приведены в табл. 1, где представлены характеристики потока над моделью скользящего крыла при > = 15 мм. [c.44]

ЛДИС. Для этого необходимо произвести измерение доплеровских сигналов в двух взаимно перпендикулярных направлениях (под углом -р45° к направлению среднего течения) и получить разность дисперсий этих сигналов, которая позволяет найти дисперсию спектра фототока фотоприемника ЛДИС Последняя связана с характеристиками турбулентного потока [3]. [c.232]

Одним из источников акустических эффектов, наблюдаемых при течении свободной турбулентной струи, являются пульсации скорости, с которыми связаны процессы турбулентного обмена в потоке. То, что акустические колебания, возникающие при течении турбулентных струй, прямо связаны с турбулентностью движения, показали исследования Ж. Е. Мойэла [44] и опыты, проведенные Г. Г. Хаббардом и Л. В. Ласситером [38]. В этом отношении показательны приведенные на рис. 47.1, а характеристики, полученные для турбулентной струи. Здесь по оси абсцисс отложены скорости течения. Характеристикой 1 определяются значения частоты турбулентных пульсаций, измеренных термоанемометрами, введенными в поток характеристикой 2 определяются значения частоты акустических колебаний, измеренных микрофоном, установленным на некотором расстоянии от струи. [c.433]

Д. Росс Л. 192], К- Ф- Руберт и Д. Перш [Л. 189], следуя И. М. Бидвеллу [Л. 241] и Ф. Р. Гольдшмиду [Л. ПО], на основе анализа термоанемометрических измерений Г. Б. Шубауэра и П. С. Клебанова показали, что в потоках с положительным градиентом давления утолщение пограничного слоя по мере приближения к отрыву сопровождается заметным проявлением влияния на характеристики течения нормальных турбулентных напряжений. Нарушаются также основные допущения теории пограничного слоя — о том, что его толщина мала по сравнению с характерными размерами тела и что поперечный градиент давления равен нулю. В уравнении количества движения (2-43) член, содержащий с/, становится пренебрежимо малым по сравнению с членом, содержащим продольный градиент давления. Уравнение (2-43) нуждается в дополнительных членах, представляющих нормальные напряжения и поперечный градиент давления. Такие дополнительные члены определены указанными авторами. Обоснование нахождения этих членов имеется в Л. 170]. Однако, как видно из графиков на рис. 12-30 и 12-36 дополнение уравнения (2-43) уточняющими членами не объ- [c.456]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...