Скорость частиц в турбулентном потоке. Касательные напряжения

Рис. 4-14. К вопросу о турбулентных касательных напряжениях а — действительный поток имеет место поперечный обмен частицами жидкости (исключенный при переходе к осредненному потоку) б — модель осредненного потока введены воображаемые касательные напряжения т,. (компенсирующие исключенные скорости U,)

При исследовании закономерностей турбулентного движения в трубах целесообразно исходить, как это было сделано в случае ламинарного движения, из выражения для касательного напряжения. Природа касательных напряжений, возникающих в турбулентном потоке, более сложна, чем в ламинарном. В процессе турбулентного перемешивания массы жидкости из центральной части трубы попадают в область потока у стенок, и, наоборот, частицы, движущиеся у стенок, — в центральную область потока. Массы, перемещающиеся из центральной части потока к периферии, обладают большими продольными скоростями, чем перемещающиеся в противоположном направлении, так как осредненная местная скорость больше в центральной области потока. Массы, движущиеся с меньшими скоростями, попадая в область больших ос-редненных скоростей, тормозят движение жидкости в этой области. Таким образом, обмен массами жидкости в потоке в поперечном направлении приводит к соответственному обмену количеством движения. [c.178]

Центральный радиальный ток вьшосит в ядро потока частицы жидкости с малым количеством движения, в связи с чем имеют место два экстремума осевой составляющей скорости (см. рис. 6.4,6). Экспериментальное исследование турбулентных пульсаций в криволинейном канале [77] показало, что последние подавляются центробежными силами вблизи выпуклой стенки и усиливаются вблизи вогнутой. Движение потока вдоль выпуклой пассивной части ленты и вогнутой активной части приводит к уменьшению касательного напряжения на пассивной части и к увеличению его на активной части, как это видно на рис. 6.6. Такой перекос касательных напряжений вызывает, в свою очередь, смещение максимума осевой скорости в сторону активной части ленты (см, рис. 6.4,6). Несмотря на перекос осевой скорости, тангенциальная скорость почти линейно возрастает с увеличением радиуса (см. рис. 6.5). Поэтому можно считать, что в ядре потока выполняются условия квазитвердого вращения. [c.122]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...