Статистические характеристики пульсаций температур

Для построения рассмотренных статистических характеристик пульсаций температур используются аналоговые или цифровые методы [2]. При этом обеспечение необходимой точности измерений накладывает определенные требования к датчикам, регистрирующей аппаратуре и обработке экспериментальных данных. [c.7]

Большая работа по созданию измерительных средств для регистрации статистических характеристик пульсаций температур была выполнена в ФЭИ (см., например, [17, 51]), Были разработаны специальные усилители и аналоговый коррелометр. Усилители выполнены по симметричной схеме с входной цепью мостового типа, в которой предусмотрена возможность амплитудной и фазовой балансировки помехи, действующей между точками заземления термопары и усилителя. Полоса пропускания усилителя на уровне 0,9 составляет 0,18- [c.37]

Основная информация о статистических характеристиках пульсаций температур, лежащих в основе определения долговечности, содержится в корреляционных функциях. Необходимо выполнить комплексе работ по экспериментальному изучению пульсаций и построению корреляционных функций в разных условиях теплообмена. Достаточно удобные и простые аналитические аппроксимации этих функций (типа(2.52 дали бы возможность для их обобщения на достаточно широкий класс явлении с зависимостями параметров аппроксимации от режимных и геометрических условий. Потребность в таких исследованиях для поставленных целей несомненна. [c.59]

Турбулентные потоки импульса и тепла представляют собой лишь частные примеры статистических характеристик пульсаций скорости ветра и температуры. Многие другие характеристики этих пульсаций были проанализированы с точки зрения теории подобия в п. 8.5, и все они могут быть найдены экспериментально с помощью той же аппаратуры, которая применяется в пульсационном методе определения величин и q. Имея данные одновременных измерений значений q и еще какой-нибудь статистической характеристики пульсаций (или имея данные измерений этой статистической характеристики и оценив а и 9 с помощью метода, изложенного в п. 9.3), можно проверить относящиеся к этой характеристике выводы из теории подобия и эмпирически построить соответствующую универсальную функцию от l =zlL. Таким образом, данные пульсационных измерений в принципе позволяют определить все функции /з,. ./и, Фе и ф у, введенные в п. 8.5. [c.476]

Так как пульсации температур, как правило, имеют неупорядоченный случайный характер, то и вызываемые ими температурные поля и напряжения также случайны и для их анализа следует применять статистические методы. При этом для оценки долговечности мы будем пользоваться наиболее простым и наглядным методом В.В. Болотина [6], нашедшим широкое применение для оценки прочности конструкций, подверженных случайным механическим воздействиям. Основными статистическими характеристиками, характеризующими нагрузку в формулах В.В. Болотина, являются интенсивность S и эффективный период напряжений ве. Эти параметры проще всего получить, если известна спектральная плотность пульсаций напряжений [c.14]

Отсюда следует важный вывод о возможности независимого исследования каждого из возмущений с последующим построением результирующих характеристик по зависимости типа (2.20) и (2.22). Найдем в соответствии с (2.20) и (2.8) соотношения, дающие возможность оценить статистические характеристики напряжений. Для пульсаций температуры Т/ (7 J передаточная функция имеет вид [c.15]

Расчет статистических характеристик по приведенным выше методикам требует больших вычислений. Для таких расчетов необходимо произвести громоздкую статистическую обработку данных по пульсациям температур. Однако часто такие данные отсутствуют (особенно на стадии проектирования). Иногда записи колебаний температуры невозможно ввести в ЭЦВМ для обработки (например, при малой скорости протяжки ленты). Для таких случаев предлагается ускоренный метод оценки статистических характеристик, который, по крайней мере, может дать ответ на вопрос о целесообразности уточненной оценки. Для оценки интенсивности колебаний температуры воспользуемся данными о размахе колебаний л Т Для гармонических колебаний [c.31]

В том случае, когда имеется запись пульсаций температур на глаз , оценивается амплитуда и частота пульсаций приближенные статистические характеристики могут быть получены с помощью предложенного экспресс-метода. Более точные характеристики получают в результате обработки данных по пульсациям с помощью ЭВМ. [c.34]

При измерении пульсаций температур используют специальную регистрирую-щую аппаратуру. Основные требования к ней следующие высокие динамические характеристики, обеспечивающие регистрацию пульсирующих температур без искажений помехозащищенность визуальное наблюдение за процессом возможность предварительной отбраковки данных, не удовлетворяющих условиям случайности и стационарности перед статистической обработкой возможность ввода экспериментальных данных для обработки в специализированные или универсальные ЭВМ. [c.37]

Для иллюстрации предложенного экспресс-метода рассмотрим оценку статистических характеристик случайных напряжений по приведенной в рассматриваемом примере записи пульсаций температур. Как следует из рис. 4.6 , размах колебаний температуры составляет Л Т= 30 К. Тогда предельная интенсивность пульсаций температур, оцененная по формуле (4.10), составит = sr/О А (можно выполнить оценку интенсивности по формуле К, что ближе соответствует результатам статистической обработки, но при практических расчетах лучше пользоваться первой оценкой, обеспечивающей гарантированный запас при оценке долговечности). Для оценки эффективного периода подсчитаем число нулей (количество пересечений случайным процессом линии математического ожидания) в единицу времени. На рис. 4.6/7 пунктиром проведена (ориентировочно) линия математического ожидания. Как следует из рисунка, кривая температуры пересекает эту линию за 6,5 с приблизительно 30 раз. Тогда число нулей п в единицу временил. =4,62 1/с, и эффективный период, оцененный по формуле (2.82), составит Q 113 с [c.57]

Насчет статистических характеристик случайных напряжений выполним в предположении, что нормированная корреляционная функция пульсаций температур удовлетворительно описывается выражением (2.52). [c.57]

В приложении к полям гидродинамических характеристик турбулентного течения предположение об однородности, очевидно, всегда является математической идеализацией, так как оно требует, чтобы течение заполняло все безграничное пространство, чего никогда не бывает. Кроме того, требуется, чтобы все средние характеристики течения (средняя скорость, давление, температура) были постоянными во всем пространстве и чтобы статистический режим пульсаций не менялся при переходе от одной части пространства к другой. Разумеется, все эти требования могут выполняться с удовлетворительной точностью лишь в пределах некоторых ограниченных областей пространства, малых по сравнению с масштабами макроскопических неоднородностей и достаточно удаленных от всех ограничивающих течение твердых стенок (или свободных поверхностей). Таким образом, на практике можно говорить лишь об однородности гидродинамических полей в некоторой определенной области , но не во всем безграничном пространстве. Тем не менее при рассмотрении такой однородной в некоторой области турбулентности часто очень удобно считать ее частью математически более простого однородного турбулентного течения, заполняющего все пространство. [c.201]

Выше уже указывалось, что гидродинамические поля скорости, давления, температуры и т. д. в случае турбулентных течений имеют столь сложную структуру, что их индивидуальное описание оказывается практически невозможным. Поэтому здесь приходится рассматривать сразу целую совокупность аналогичных течений и изучать лишь осредненные статистические характеристики этой совокупности, предполагая, что все рассматриваемые гидродинамические поля являются случайными полями (в смысле, объясненном в п. 3.2). В дальнейшем мы всегда будем предполагать, что такой подход является возможным, т. е. турбулентными мы будем называть лишь такие течения, для которых существует статистический ансамбль аналогичных течений, характеризуемый определенными распределениями вероятности (с непрерывными плотностями) для значений всевозможных гидродинамических полей. Отметим в этой связи, что обычное определение турбулентных течений просто как течений, сопровождающихся беспорядочными пульсациями всех гидродинамических величин, еще недостаточно для возможности построения математической теории турбулентности. Если же соответствующий статистический ансамбль существует, то отвечающее ему статистическое описание гидродинамических полей турбулентности и с чисто практической точки зрения не будет неполным , так как знание всех деталей очень запутанного индивидуального поля для практики никогда не нужно, а интерес представляют, в первую очередь, средние характеристики. Правда, на практике обычно используются не средние по ансамблю, а временные или пространственные средние поэтому с практической точки зрения следует требовать еще, чтобы случайные поля гидродинамических величин обладали некоторыми эргодическими свойствами. Последнее условие в дальнейшем также всегда будет предполагаться выполняющимся. [c.225]

В приложении к полям гидродинамических характеристик турбулентного потока предположение об однородности всегда является математической идеализацией точно оно никогда не выполняется. В самом деле, чтобы можно было говорить об однородности, необходимо, чтобы поток заполнял все неограниченное пространство, а уже одно это предположение само по себе в применении к реальным потокам всегда является идеализацией. Далее требуется, чтобы все средние характеристики потока (средняя скорость, давление, температура) были постоянными во всем пространстве и чтобы статистический режим пульсаций не менялся при переходе от одной части пространства к другой- Разумеется, все эти требования могут выполняться с удовлетворительной точностью лишь в пределах некоторых ограниченных областей пространства, малых по сравнению с масштабами макроскопических неоднородностей и достаточно удаленных от всех ограничивающих поток твердых стенок (или свободных поверхностей). Таким образом, на практике можно говорить лишь об однородности гидродинамических полей в некоторой определенной области ), но не во всем безграничном пространстве. Тем не менее, при рассмотрении такой однородной в некоторой области турбулентности часто целесообразно считать ее частью однородного турбулентного потока, заполняющего все пространство ценность подобного предположения связана со значительной математической простотой идеализированной схемы однородного случайного поля, существенно упрощающей теоретический анализ. Также и эргодическая теорема (т. е. теорема о сходимости пространственных средних [c.206]

Результаты настоящего пункта можно также использовать для получения выводов о статистических характеристиках поля коэффициента преломления, определяющего скорость распространения световых, звуковых или радиоволн в турбулентной атмосфере. В самом деле, пульсации коэффициента преломления для света обусловлены в основном пульсациями температуры в случае звука существенную роль играют также пульсации скорости ветра, а в случае радиоволн — пульсации влажности (или пульсации электронной плотности, если рассматривается распространение радиоволн в ионосфере). Вследствие относительной малости всех этих пульсаций можно считать, что пульсации коэффициента преломления линейно зависят от пульсаций температуры, скорости ветра, влажности и плотности электронов отсюда, в частности, следует, что в инерционно-конвективном интервале для поля коэффициента преломления также должен выполняться закон двух третей . [c.354]

Турбулентными называют беспорядочные неустановившиеся движения жидкости (газа), налагающиеся на основное движение среды, которое можно представить себе как некоторое статистически среднее движение. При турбулентном режиме течения гидродинамические и термодинамические характеристики жидкости (скорость, температура, давление, массовая плотность, концентрации химических компонентов, показатель преломления среды и т.д.) испытывают хаотические пульсации и потому изменяются от точки к точке и во времени нерегулярно. Благодаря образованию многочисленных вихрей различных размеров, турбулентные течения обладают повышенной способностью к переносу количества движения, энергии и массы элементарных жидких объемов, что приводит, как к увеличенному силовому воздействию на обтекаемые твердые тела, так и к интенсивным теплообмену и перемешиванию между слоями, к ускоренному протеканию химических реакций и т.п. Такие режимы движения жидкости возникают при потере устойчивости упорядоченного ламинарного движения, когда безразмерное число Рейнольдса Ке - VI / у (где V, Ь - характерные скорость и линейный масштаб течения, V - кинематическая вязкость) превосходит некоторое критическое значение. В более общем смысле турбулентность служит [c.10]

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]

Статистические характеристики пульсаций температуры неравноввс -нсго двухфазного потока (интенсивность, плотность распределения вероятностей, автокорреляционная функция, спектральная плотность) рассчитывались на ЭВи в предположении стационарности случайного процесса. Типичные результаты приведены на фиг.2, где показано изменение всех выше перечисленных характеристик с увеличением относительной энтальпии потока для давления 140 ата и массовой скорости 350 кг/м сек. [c.252]

Причина указанных расхождений в значениях статистических характеристик пульсаций температуры в нейтрально стратифицированном приземном слое атмосферы и лабораторных пограничных слоях пока еще точно не установлена. Представляется, однако, очень правдоподобным, что эти расхождения вызываются всегда присутствующей в природе термической неоднородностью почвы (да и морской поверхности, по-видимому, тоже), где более нагретые участки всегда перемежаются с участками с более низкой температурой. В то же время в лабораторных экспериментах стенка обычно имеет строго постоянную температуру, т. е. является термически совершенно однородной. Термическая неоднородность приводит к дополнительному подъему более теплых объемов воздуха и опусканию более холодных, т. е. является источником дополнительных пульсаций температуры, отсутствующих в лабораторных условиях. Напомним, что при нейтральной термической стратификации приземного слоя воздуха (т. е. при изотермии) в принципе пульсации температуры вообще должны бы были отсутствовать (т. е. здесь должны бы выполняться равенства [c.305]

На рис. 3.6 представлен пример записи пульсаций температур и распределение их интенсивности по длине и периметру парогенерирующей трубки. Как следует из приведенного примера, пульсации температур имеют локальный характер. Об этом свидетельствует различный характер пульсаций, фиксируемых термопарами, разнесенными по окружности и длине парогенерирующей трубы. Интенсивность пульсаций имеет максимум, расположенный на одной из образующих, примерно в середине переходной зоны. Наибольшее влияние на долговечность материала трубы оказывает интенсивность пульсаций. Поэтому при определении связей статистических характеристик пульсаций с режимными параметрами использовались пульсации с максимальной интенсивностью. [c.44]

Статастаче-ские характеристики пульсаций температур Расчетные характеристики Статистические характеристики напряжений [c.58]

В заключение рассмотрения характеристик поля в температуры или концентрации примеси в турбулентном течении остановимся совсем вкратце на некоторых результатах, касающихся характеристик турбулентных пульсаций — 0. Ограничимся лишь случаем турбулентных течений вдоль гладкой стенки ясно, что в случае шероховатой стенки вне тонкого примыкающего к такой стенке подслоя непосредственного влияния шероховатости (имеющего толщину порядка немногих высот Но) все статистические характеристики пульсаций О будут подчиняться тем же закономерностям, которые справедливы для случая гладкой стенки (последнее заключение следует из общих физических соображений и хорошо согласуется с имеющимися экспериментальными данными см., например, Кадер и Яглом (1984)). Легко понять, что все относящиеся к пульсациям компонент скорости соотношения, указанные в п. 6.3, 6.5 и 6.6, могут быть с очень небольшими изменениями переформулированы и в применении к пульсациям температуры 10 . В частности, для одноточечных моментов пульсаций температуры =Мп и смешанных моментов [c.302]

Турбулентные потоки импульса и тепла представляют собой лишь частные примеры статистических характеристик пульсаций скорости ветра и температуры. Многие другие характеристики этих пульсаций были проанализированы с точки зрения теории подобия в п. 7.5, и все они могут быть найдены экспериментально с помощью той же аппаратуры, которая применяется в иульеационном методе определения величин и д. Имея данные одновременных измерений значений , д и еще какой-нибудь статистической характеристики пульсаций (или [c.454]

Другими пульсационными характеристиками потока являются температура, плотность и состав (концентрации компонентов). Поскольку эти величины по природе скалярны, их рассмотрение должно быть более простым. Тьен [808] распространил статистические аспекты теории турбулентности на пульсации температуры и статистические закономерности теплопереноса в двухфазном турбулентном потоке. Основываясь на поразительном сходстве между явлениями переноса количества движения и тепловой энергии, он смог установить соотношения между соответствующими статпстпческнлга свойствами динамического и теплового турбу.лентных полей. [c.77]

В связи с этим для оценки долговечности в настоящее время может бьпь предложена следующая схема проводится экспериментальное исследование пульсаций температур в стендовых или эксплуатационных условиях по полученным реализациям определяются расчетным путем необходимые статистические характеристики температурных пульсаций определенные таким образом граничные условия позволяют решить задачу о распределении температур по сечению элемента, а при этом также рассчитать характеристики максимальных температурных напряжений по соответствующим прочностным моделям выполняется оценка долговечности. Наиболее сложным, трудоемким и дорогим этапом приведенной схемы являются экспериментальные работы, избежать которых, к сожалению, нельзя. [c.7]

Если характеристики пульсаций определяли с црмощью экспресс-метода, предполагают, что корреляционная функция температур аппроксимируется выражением (2.52) по рис. 2.16 можно найти эффективный перйод напряжений и показатель экспоненты корреляционной функции, а по рис. 2.13 определить А" и с помощью (2.53) рассчитать интенсивность напряжений. При наличии результатов статистической обработки также можно рекомендовать попытаться аппроксимировать автокорреляционную функцию формулой (2.52). В этом случае характеристики напряжений определяются по приведенной выще схеме. [c.34]

Этот метод основан на корреляционной теории случайных процессов, и удобство его использования для наших целей определяется в первую очередь тем, что исходная информация о пульсациях температур может быть представлена в виде корреляционных функций и спектральных плотностей, по которым достаточно удобно и просто можно определить соответствующие характеристики напряжений. В принципе, имея запись пульсаций температур, можно, пользуясь методами термоупругости, пересчитать ее в напряжения и при оценке ресурса использовать любые методы, приведенные, например, в работе [36]. Но это сопряжено с большими расчетнь(ми трудностями. Учить[вая сравнительно низкую точность усталостнь(х характеристик, а также то обстоятельство, что расчеты чаще всего носят оценочный характер, такое усложнение вряд ли на сегодняшний день является оправданным. В методике Болотина предполагаются известными кривая усталости материала и статистические нагрузки. Если известны уравнение кривой усталости [c.52]

В качестве примера расчета статистических характеристик напряжений рассмотрим их определение на поверхности парогенерирующей трубы при пульсациях температур в зоне перехода к ухудшенному теплообмену. На рис. 4.6 приведен пример пульсаций температур и результаты их статистической обработки, полученные в экспериментах, описанных в гл. 3, при следующих параметрах температура натрия =740 К, массовая скорость pW= 1500 кг/м с, [c.55]

Точка Е на фиг. 14 является границей между кольцевым режимом и течением в виде тумана. При переходе этой границы происходит еще одно изменение процесса теплообмена. Для этого режима течения уравнение (16) неприменимо. При течении в виде тумана толщина пленки жидкости уменьшается настолько значительно, что слой перегретой жидкости может подвергаться непосредственному воздействию основного потока пара. В этих условиях тепло передается путем непосредственного обмена жидкими каплями между паровым ядром потока и перегретой лшдкостью в слое, омывающем внутреннюю поверхность стенки трубы. Температура капли, срывающейся с поверхности перегретого слоя, уменьшается за счет испарения, а после выпадения ее в пленку жидкости возникает дополнительный поток тепла. Если эта гипотеза справедлива, то количество тепла, переданное от степкп к потоку, будет пропорционально интенсивности обмена каплями жидкости. В этом случае тепловой поток должен определяться только гидродинамическими характеристиками течения смеси. Другими словами, статистическое поведение капель, средняя длина пути смешения, амплитуда пульсаций и т. д. могут определять поведение системы и являться основой решения задачи. При этом коэффициент теплоотдачи определяется числом Рейнольдса, выраженным через соответствующим образом подобранные параметры. Могут возникнуть условия, при которых система неспособна обеспечить подвод новых порций жидкости к слою жидкости, покрывающему обогреваемую стенку трубы, и в каком-либо месте на стенке образуется сухое пятно. Это приводит к быстрому повышению температуры стенки, что часто наблюдалось при проведении экспериментов. [c.269]

Смотреть страницы где упоминается термин Статистические характеристики пульсаций температур : [c.62] [c.306] [c.39] [c.275] [c.224] [c.475] [c.346] [c.348] [c.399] [c.416] [c.458] [c.315] [c.13] [c.17] [c.14] [c.351] [c.237] [c.61] [c.364]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...