Механизм турбулентного потока

Величина I называется длиной пути перемешивания (или смешения). Из приведенных рассуждений следует, что путь перемешивания / характеризует существующую в турбулентном потоке возможность для жидких частиц свободно перемещаться из одного слоя в другой, а значит является одной из характеристик внутреннего механизма турбулентного потока. Однако путь перемешивания не следует понимать буквально как путь свободного перемещения жидких частиц в современной гидромеханике эту величину трактуют как геометрическую характеристику внутренней структуры турбулентного потока или как масштаб турбулентности. [c.102]

Выше отмечалось, что для турбулентного режима характерны пульсации скоростей и давлений, перемешивание жидкости в процессе движения. Поэтому механизм турбулентного потока очень сложен и до конца еще не изучен. [c.44]

МЕХАНИЗМ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА [c.128]

II. ТЕОРИЯ МЕХАНИЗМА ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА [c.58]

На механизм турбулентного потока большое влияние оказывает состояние ограничивающих его твердых стенок, всегда в той или иной степени обладающих известной шероховатостью. [c.122]

Механизм турбулентного потока [c.224]

В связи с таким осложнением появляется необходимость введения различных дополнительных гипотез о механизме турбулентного потока. [c.231]

Механизм турбулентного потока весьма сложен и, несмотря на большие исследования, изучен еще далеко не полностью. Трудность решения связана с тем, что при турбулентном режиме движение конечных масс жидкости происходит как бы беспорядочно в разных направлениях, подобно движению молекул, принимаемому в кинетической теории газов. При этом частицы жидкости перемешиваются меледу собой, а скорости в любой точке потока постоянно изменяются около среднего значения как по направлению, так и по величине. Это явление называют пульсацией скорости. [c.102]

Механизм этого явления еще не вполне ясен. Установлено, ITO добавки полимеров с высоким молекулярным весом изменяют структуру турбулентного потока (особенно вблизи стенок). Здесь гасятся турбулентные пульсации, уменьшается турбулентный перенос, что приводит к уменьшению потерь напора на трение. [c.197]

Турбулентная вязкость и турбулентная теплопроводность. В турбулентном потоке из-за сильного перемешивания отдельных частей жидкости перенос импульса, теплоты и вещества происходит несоизмеримо интенсивнее, чем в покоящейся жидкости. Механизм турбулентного переноса более сложен по сравнению с молекулярным, однако количественному описанию обоих процессов можно придать одну и ту же форму. [c.396]

Уравнение (12.19) выражает так называемую термогидродинамическую аналогию. Согласно Рейнольдсу она является следствием одинакового механизма переноса импульса и теплоты в турбулентном потоке. [c.448]

Чтобы определить значения их в рассматриваемом случае продольного обтекания пластины турбулентным потоком электропроводящей жидкости при наличии постоянного поперечного, т. е. перпендикулярного к поверхности пластины магнитного поля, воспользуемся соображениями, которые были высказаны в И.З по поводу механизма распространения плоских турбулентных пульсаций в турбулентном потоке. [c.661]

В настоящее время разработаны и успешно применяются численные методы-решения многих теплофизических задач расчет температурного состояния-твердых тел, температурных полей в потоках жидкости и газа, в жидких и газовых прослойках, заключенных в неподвижные или вращающиеся полости исследование закономерностей движения теплоносителя с целью выявления механизма процессов теплообмена исследование структуры пограничного слоя, теплообмена и трения на твердой поверхности и т. п. Одним из наиболее успешно развивающихся направлений использования математического эксперимента в теплофизических исследованиях является изучение закономерностей тепломассообмена и трения в потоках жидкости и газа с использованием теории пограничного слоя. Поэтому в качестве примера рассмотрим более подробно основные этапы математического эксперимента по исследованию сопротивления трения и теплоотдачи турбулентного потока к твердой поверхности. Ограничим задачу случаем стационарного течения несжимаемой жидкости с постоянными теплофизическими свойствами около гладкой плоской поверхности (в общем случае проницаемой). [c.66]

Наряду с различием конфигураций граничных поверхностей необходимо учитывать влияние режимов движения жидкости на величину и механизм потерь. Как известно из гл. 2 и 5, кинематические структуры ламинарного и турбулентного потоков различны турбулентные пульсации порождают добавочные касательные напряжения, которые обусловливают увеличение потерь энергии в турбулентных потоках по сравнению с ламинарными при сопоставимых условиях. Для оценки потерь важно знать условия перехода ламинарного течения в турбулентное. Этот вопрос рассмотрен в 6 настоящей главы. Здесь укажем только на классический опыт О. Рейнольдса, который, наблюдая поведение подкрашенных струек жидкости в стеклянной трубке, установил существование критического значения числа Ре = цd/v, определяющего границу между ламинарным и турбулентным режимами. Если для круглых труб число Рейнольдса опре-152 [c.152]

При значениях Ке, , > 1600 ламинарно-волновой режим течения пленки сменяется турбулентным. При этом так же, как и в обычных турбулентных потоках (например, в каналах), слой жидкости, непосредственно прилегающий к стенке, сохраняет черты ламинарного течения, а за пределами этого слоя пленки действует механизм турбулентного перемешивания. Это позволяет исключить из рассмотрения влияние волновых процессов, вязкости и поверхностного натяжения жидкости на касательные напряжения и связь между толщиной пленки и плотностью орошения. Анализ и результаты экспериментального изучения закономерностей течения тонких пленок показывают, что для свободно стекающей пленки можно записать равенство осредненных или локальных значений веса пленки и касательных напряжений на стенке в виде [c.173]

Во-вторых, частицы вещества, растворенного в движущейся жидкости или газе, увлекаются и переносятся макрочастицами, размеры которых значительно больше размеров молекул. Такая диффузия называется конвективной диффузией вещества. Процесс диффузии в турбулентных потоках и частично в ламинарных полностью подчиняется механизму конвективной диффузии вещества. [c.81]

Введение понятия осредненной скорости имело существенное значение для изучения механизма турбулентного режима. Как показывает обработка графиков пульсации, несмотря на кажущуюся беспорядочность изменения скорости, величина осредненной скорости за достаточно большое время остается постоянной. Поэтому в турбулентном потоке вместо поля мгновенных скоростей можно рассматривать поле осредненных скоростей, и в дальнейшем, говоря о скоростях элементарных струек в турбулентном потоке, мы всегда будем иметь в виду именно эти осредненные по времени скорости. Поступая подобным образом, можно также рассматривать турбулентное движение как движение установившееся, хотя, строго говоря, оно является неустановившимся, поскольку линии тока в каждый данный момент времени изменяют свою форму. [c.128]

Особо сложные процессы, например теплообмен в турбулентном потоке, теплообмен при кипении и некоторые другие, будут исследоваться путем осуществления как физического, так и численного эксперимента на основе полученных результатов будут совершенствоваться существующие модели механизм ) [c.445]

Турбулентное движение жидкости в трубах и каналах уже давно стало предметом многочисленных исследований, так как в больщинстве случаев жидкости движутся в условиях турбулентного режима. Несмотря на это, до сих пор еще не создано достаточно удовлетворительной теории турбулентного движения, которая непосредственно вытекала бы из основных уравнений гидродинамики и полностью подтверждалась опытом (как для случая ламинарного движения). Это объясняется сложностью структуры турбулентного потока, внутренний механизм которого до сих пор еще полностью не исследован. [c.168]

По А. Н. Колмогорову [22] механизм диссипации состоит в следующем. В турбулентном потоке существуют пульсации разных масштабов. Под масштабом пульсаций понимают порядок величины расстояний, пройденных жидкими комками при их беспорядочном движении в турбулентном потоке. Наибольший масштаб пульсаций определяется размерами установки. Например, для трубы максимальный масштаб пульсации близок к диаметру трубы. [c.154]

Формулы Шези и Дарси подтверждают справедливость вывода, полученного в 37 при анализе механизма трения, что в турбулентном потоке сопротивление в первом приближении пропорционально квадрату скорости. Более детальный анализ с учетом молекулярного трения дает закон пропорциональности в степени, меньшей 2. [c.157]

Следует отметить, что кинематическая структура потока в некруглых трубах имеет свои особенности. На рис. 102 показаны циркуляционные течения, возникающие в прямоугольных трубах. Эти движения в плоскостях, нормальных к оси потока, называют поперечной циркуляцией. В прямых круглых трубах достаточной длины поперечная циркуляция не возникает. Причина таких вторичных течений еще до сих пор четко не выяснена. Можно допустить, что из тех мест, где касательные напряжения больше, жидкость вследствие механизма турбулентности переносится в середину трубы (канала), а оттуда течет к местам с меньшими касательными напряжениями, в частности, в углы рассматриваемых сечений. Это приводит к тому, что в местах с большими касательными напряжениями скорость немного уменьшается, а в местах с меньшими касательными напряжениями, наоборот, немного увеличивается. В результате касательные напряжения у стенок выравниваются. Иначе говоря, динамическая структура потока в прямоугольных трубах в целом не отличается от осесимметричного течения в круглых трубах. [c.179]

МЕХАНИЗМ НАСЫЩЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА ТЯЖЕЛЫМИ ТВЕРДЫМИ ЧАСТИЦАМИ (ЧАСТИЦАМИ ГРУНТА, ПЕСЧИНКАМИ) [c.626]

Надежные данные по Ргт весьма необходимы. Они дают возможность объяснить механизм переноса и составить некоторое представление о структуре турбулентного потока жидкости. [c.288]

Таким образом, при возрастании плотности теплового потока коэффициент теплоотдачи в переходной зоне увеличивается не только за счет появления новых центров парообразования, но и вследствие интенсификации переноса теплоты у каждого центра. Аналогичная ситуация складывается в однофазном потоке в переходной области от ламинарного течения к турбулентному зависимость числа Nu от числа Re оказывается более значительной, чем при развитом турбулентном течении. Причина, по существу, та же — слабый механизм переноса, действующий в ламинарном потоке, с ростом числа Рейнольдса вытесняется более сильным механизмом турбулентного обмена, [c.192]

Структура потока при турбулентном режиме движения сложна, и в связи с этим делались попытки создать упрощенные схемы механизма турбулентного потока. По схеме, предложенной Л. Прандтлем, при турбулентном режиме движения основная часть потока состоит из турбулентного ядра, в котором наблюдаются пульсацил скорости и происходит перемешивание частиц. При турбулентном режиме движения, непосредстненно примыкая к стенке, расположен тонкий слой, движение в котором близко к ламинарному. Этот пристенный слой условно называется ламинарной пленкой. На стенке скорость движения равна нулю, а в пределах ламинарной пленки скорость увеличивается по / пнейному закону до величины дл, которая равна [c.103]

Потери энергии в прыжке. С XIX в. выдвигались различные гипотезы относительно причин возникновения потерь энергии в прыжке и предлагались различные методы их определения. Так, Беланже и Буа-ло полагали, что потери энергии в прыжке эквивалентны потерям на удар при внезапном расширении. Согласно гипотезе Буссинеска, потери энергии в прыжке объясняются возникновением сил трения на граничных поверхностях русла. Ребок высказал предположение, что затрата энергии на поддержание циркуляционного движения в водоворотной зоне эквивалентна потерям энергии в прыжке и т. д. Такого рода гипотезы не позволяли раскрыть физическую сущность весьма сложного явления, каким представляется гидравлический прыжок, а давали лишь математические зависимости, которые в одних случаях удовлетворительно подтверждались опытными данными, а в других случаях давали большие отклонения от действительности. Крупные успехи в раскрытии механизма турбулентных потоков, достигнутые благодаря выдающимся работам акад. А. Н. Колмогорова и его учеников, позволяют по-новому рассмотреть явление гидравлического прыжка. Исследования В. М. Мак-кавеева, Стивенса, А. Н. Рахманова, Д. И. Кумина, Т. Г. Войнича-Сяноженцкого и других показывают, что на участке гидравлического прыжка происходит интенсивное турбулентное перемешивание жидкости. Это перемешивание вызывается прониканием из воДоворотной зоны в транзитную крупных вихревых образований в виде добавочных дискретных масс жидкости. Основной поток затрачивает значительную часть энергии на обтекание этих масс жидкости и передачу им количества движения для осреднения движения. Эти же дискретные массы жидкости порождают макротурбулентное движение. [c.330]

Результаты расчета, проведенного на основе предложенного механизма, показали хорошее согласие с экспериментальными данными [140]. Применение такого подхода особенно эффективно при расчете работы вихревой трубы на режиме ц = 1 (когда горячий конец полностью заглушен). Следует отметить, что источником работы А, затрачиваемой на совершение микрохолодильных циклов, является энергия турбулентности, однако, саму ее структуру в [93, 94, 210] явно не учитывали, а необходимые энергетические соотношения получали на основе первого закона термодинамики. Последнее обстоятельство во многом определяет погрешность модели и в то же время подсказывает путь дальнейшего ее совершенствования, смысл которого состоит в детальном рассмотрении динамики турбулентного моля, времени его жизни I, масштаба и других характеристик как структурного элемента турбулентного потока. [c.122]

Важно отметить, что, хотя приводимый ана.лиз в целом опирается на систему с заданным средним температурным градиентом в основном поле потока, резу.льтаты не зависят от этого градиента, за исключением лишь интенсивности пульсаций в жидкой фазе. Разумеется, из рассмотрения частного с.лучая нельзя делать каких-либо общих выводов. Можно, однако, утверждать, что решающую роль в механизме турбулентного теп.лопереноса играет природа пульсаций поля скоростей. [c.86]

В конце XIX и начале XX века существенный вклад в развитие гидравлики внесли русские ученые и инженеры Н. П. Петров (1836—1920) разработал гидродинамическую теорию смазки и теоретически обосновал гипотезу Ньютона Н. Е. Жуковский (1849— 1921) создал теорию гидравлического удара, теорию крыла и исследовал многие другие вопросы механики жидкости, он же явился основателем известного всему миру Центрального аэрогидродина-мического института (ЦАРИ), носящего его имя Д. И. Менделеев (1834—1907) опубликовал в 1880 г. работу О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании , в которой были высказаны важные положения о механизме сопротивления движению тела в жидкости и даны основные представления о пограничном слое. Теория пограничного слоя, являющаяся одной из основополагающей при изучении турбулентных потоков в трубах и обтекании тела жидкостью, в XX веке получила большое развитие в трудах многих ученых (Л. Прандтль, Л. Г. Лойцянский). [c.5]

Кроме конфигурации граничных поверхностей необходимо учитывать влияние режимов движения жидкости па величину и механизм, потерь. Как известно из гл. 2 и 5, кинематические структуры ламинарного ji турбулентного потоков различны турбулентные пулбсащш "Гпорождают добавочные касательные напряжения, которые вызывают увеличение потерь энергии в турбулентных потоках по сравнению с ламинарными при сопоставимых условиях. Для оценки потерь важно знать условия перехода ламинарного течения в турбулентное. Этот вопрос рассмотрен в п. 6.6. Здесь укажем только на классический опыт О. Рейнольдса, который, наблюдая поведение подкрашенных струек жидкости в стеклянной трубке, установил сугцествование критического значения числа Re =-- vdh, определяющего границу между ламинарным и турбулентным режимами. Если для круглых труб число Рейнольдса определять по формуле Re = vdiv (где а — средняя скорость потока d—диаметр трубы), то, как показали опыты О. Рейнольдса и других исследователей, при Re < Re p = = 2300 наблюдается устойчивый ламинарный режим, при Re > [c.140]

Современная гидравлика при изучении турбулентного режима идег по иному пути. Она ставит себе целью на основании подробного и всестороннего теоретического и экспериментального исследования установить лишь некоторые общие черты, характеризующие движение. Оказывается, что и в беспорядочном, на первый взгляд, турбулентном потоке могут быть найдены вполне определенные закономерности, не только объясняющие механизм самого движения, но и дающие (что особенно важно для практических целей) количественную оценку отдельных явлений. [c.125]

Высказанные выше соображения о механизме движения и распределении йязкии поаслоа скоростей в турбулентном потоке под-тверждаются большим числом опытных данных. Из их рассмотрения следует, [c.135]

Механизм этого явления еще не вполне ясен. Уст.чповлено, что добавки полимеров с высоким молекулярным весом изменяют струк-туру турбулентного потока вблизи стенок. Длинные молекулы полимеров, вытягиваясь в нити и располагаясь в виде подвижной сеткн вдоль плоскости течения в пристеночной области, снижают поперечные составляющие турбулентных пульсаций скорости, что приводит к сннжеишо потерь напора на трение. [c.197]

Область отрывного циркуляционного течения не является изолированной от внешнего потока благодаря механизму турбулентного перемешивания. Тем не менее, массооб-мен тут относительно невелик, что весьма существенно при оценке таких течений с точки зрения аэрации. [c.304]

Теплоотдача при турбулентном пограничном слое. Аналитический расчет теплоотдачи в турбулентном слое представляет большие трудности вследствие сложности самого двихсения и сложности механизма переноса количества движения и теплоты. Особенностью турбулентного течения является пульсационный характер движения. На рис. 2.34 показана осциллограмма колебаний скорости в фиксированной точке турбулентного потока. Отклонеггие мгновенной скорости w от средней w называется пульсацией. Наличие пульсаций как бы увеличивает вязкость, и тогда полная вязкость турбулентного потока будет суммой двух величин — молекулярной вязкости и дополнительной турбулентной. Турбулентная вязкость ji,p не является физическим параметром теплоносителя, как коэффициент динамической вязкости, и характеризует интенсивность переноса количества движения в турбу-лентно.м потоке. Аналогично вязкости в уравнении движения, в дифференциальном уравнении энергии дополнительно к молекулярной теплопроводности появляется турбулентная теплопроводность характеризующая турбулентный перенос теплоты и также не являющаяся физическим параметром теплоносителя. [c.129]

Диффузионное горение газа в турбулентном потоке характеризуется более сложным механизмом горения по сравлению с ламинарным. Сильное влияние на длину факела оказывает закручивание струи газа и воздуха и угол встречи этих струй. Меняя эти параметры, можно управлять длиной факела в очень широких пределах. Благодаря преимуществам закрученного потока обеспечивается хорошее смесеобразование и интенсивное горение. [c.235]

С увеличением плотности теплового потока при и = onst число активных зародышей паровой фазы увеличивается и при некотором значении q эффекты, обусловленные процессом парообразования, начинают оказывать заметное влияние на процесс теплообмена. Например, на крирой 2 (см. рис. 8.1) это значение q отмечено точкой А i,q = qA). При дальнейшем увеличении плотности теплового потока относительное влияние механизма турбулентного обмена в однофазной среде ослабевает и повышается значение процесса парообразования. При q = qa (точка В на кривой 2) влияние механизма турбулентного обмена в однофазной среде практически прекращается. Если при данной скорости жидкости q>qB, то интенсивность теплообмена при кипении в условиях вынужденного движения целиком определяется процессом парообразования. Влияние механизма турбулентного обмена в однофазной среде становится пренебрежимо малым. При qAнаблюдается совместное действие обоих механизмов переноса. [c.226]

В заданных конкретных условиях для каждой жидкости существует предельное значение критерия Kw, выше которого влияние механизма турбулентного обмена в однофазной среде становится пренебрежимо малым. Однако в общем случае эта граница не может быть точно определена только с помощью критерия Kw [182]. Дело в том, что при кипении жидкости с заданными физическими свойствами количество теплоты, вынесенное из пристенной области за счет процесса парообразования, пропорционально ql rp"), а интенсивность турбулентного обмена в однофазной среде определяется значением числа Рейнольдса Re = twi/v, а не одной только скоростью W [182]. Например, при фиксированных значениях плотности теплового потока я скорости циркуляции интенсивность переноса теплоты при турбулентном течении однофазной среды с увеличением диаметра трубы уменьшается. Следовательно, этот механизм переноса перестает влиять на теплоотдачу к кипящей жидкости в трубе большего диаметра при меньшем значении q и, следовательно, Кш- При механизмов переноса теплоты с увеличением вязкости жидкости также смещается в сторону меньших значений критерия К -При кипении в трубах коэффициент теплоотдачи зависит также от иаросодержания потока. Эта зависимость обусловлена возрастанием истинной скорости жидкой фазы w и изменением структуры потока по мере накопления в нем пара при неизменном массовом расходе парожидкостной смеси. [c.228]

Другая область изменения режимных параметров характеризуется высокими значениями не только плотности теплового потока, но и паросодержания. В этой области паросодержание, а следо-вагельно, и истинная скорость жидкой фазы настолько высоки, что на механизм переноса, обусловленный процессом парообразования, накладывается влияние механизма турбулентного обмена в однофазной среде (восходящие участки кривых а=/(Р) на рис. 8.4). Высокая интенсивность теплообмена сохраняется до тех пор, пока теплоотдающая поверхность омывается сплошной жидкой пленкой, если при этом не произойдет смена пузырькового кипения па пленочное, т. е. не возникнет кризис теплообмена первого рода. [c.230]

Смотреть страницы где упоминается термин Механизм турбулентного потока : [c.324] [c.229] [c.271]

Смотреть главы в:

Гидравлика -> Механизм турбулентного потока

Гидравлика -> Механизм турбулентного потока

ПОИСК

Гипотеза о механизме турбулентной теплопроводности в потоке при отсутствии поперечного градиента скорости

Механизм насыщения турбулентного потока тяжелыми твердыми частицами (частицами грунта, песчинками)

Механизм насьццения турбулентного потока тяжелыми твердыми частицами (частицами грунта, песчинками)

Механизм турбулентного движения. Структура потока

Понятие о механизме турбулентного потока

Турбулентность потока

Турбулентный поток

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...