Турбулентное течение вязкой жидкости

В учебнике изложены теория н методы расчета одномерного движения с учетом различных воздействий, плоского дозвукового течения идеальной жидкости, ламинарного и турбулентного течений вязкой жидкости н др. Рассмотрено плоское трансзвуковое течение и течение двухфазных сред, показано применение общих методов к техническим задачам (расчет характеристик аэродинамических решеток, лабиринтных уплотнений, скачков конденсации, гидродинамической смазки, переохлаждения, разгона капель и др.). [c.2]

ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ ВЯЗКОЙ ЖИДКОСТИ [c.159]

Интересно выразить градиент сопротивления трения смеси по Дарси — Вейсбаху, как это делается при одномерном турбулентном течении вязкой жидкости. Коэффициент гидравлического сопротивления в этом случае можно выразить через отношение градиента сопроти-вления к истинному динамическому напору смеси gg [c.41]

Известно, что наряду с вибрациями, вызываемыми неуравновешенностью ротора, часто возникают опасные колебания вала турбокомпрессора вследствие вибраций масляного слоя. Опасность таких колебаний заключается не только в том, что величина их обычно больше, чем от неуравновешенности ротора, но и в том, что частота этих колебаний не совпадает с частотой, соответствующей числу оборотов вала [59]. Поэтому расчет подшипников высокооборотных турбокомпрессоров должен производиться не только на основе гидродинамической теории смазки с учетом турбулентного течения вязкой жидкости в зазоре, но и на базе теории устойчивости и теории колебаний. [c.126]

Режимы течения вязкой жидкости. Различают два режима течения вязкой жидкости — ламинарный и турбулентный. [c.369]

Различают два режима течения вязкой жидкости — ламинарный и турбулентный. [c.264]

Величина Re безразмерна и называется числом Рейнольдса в честь английского физика и инженера Осборна Рейнольдса, известного своими трудами по теории динамического подобия, течению вязкой жидкости, теориям турбулентности и смазки. [c.108]

Все изложенное показывает, что теоретический расчет пограничного слоя как ламинарного, так и турбулентного, необходимо дополнять данными эксперимента. В настоящее время очень полно исследованы зависимости для пограничного слоя в случае течений по трубам. Исследовано течение вязкой жидкости вдоль плоской пластины. Такого рода исследования позволяют обрабатывать экспериментальные результаты в расчетные формулы, сочетая опыт с теоретическими закономерностями. При этом, если сделаны теоретические допущения, то их проверяют соответствием с экспериментом, получая этим подтверждение своей допустимости. [c.235]

Практически самыми распространенными являются задачи, при решении которых можно принять, что в непосредственной близости от стенки турбулентный перенос тепла затухает и, следовательно, в нормальном к стенке направлении оказывается определяющим молекулярный механизм—теплопроводность. В этом случае также справедлива формула (4-10), выражающая а через граничный градиент температуры и молекулярную теплопроводность. Впрочем, при течении вязких жидкостей, когда числа Прандтля (молекулярные) р.Ср/Х имеют порядок 10 и выше, проникающие в пристенный слой крупномасштабные пульсации приводят к необходимости считаться с соизмеримостью эффектов молекулярной и турбулентной теплопроводности даже на минимальном удалении от стенок. [c.80]

Если режим течения несжимаемой жидкости оказался турбулентным или переходным, то из-за существенного влияния вихре-образования в потоке теория течения вязкой жидкости не может быть применена к данному случаю. Здесь падение давления подчиняется законам, схожим с теми, которые имеют место при течении жидкости с трением внутри трубок. Однако в тех случаях, когда критерий Рейнольдса соответствует переходному режиму, эти уравнения могут быть использованы как первое приближение, дающее заведомо большую величину утечек. [c.51]

Для многозаходной нарезки винта при ламинарном и турбулентном течении вязкой несжимаемой жидкости выражение для определения параметра Л (при 2 = 0) имеет вид [8] [c.409]

В 1883 г. были опубликованы результаты больших экспериментальных исследований О. Рейнольдса по течению воды в трубах. Эти исследования, во-первых, послужили началом для развития теории подобия течений жидкости с учётом вязкости, и основанием для введения основного критерия подобия — критерия Рейнольдса, во-вторых, явились толчком к попыткам теоретического исследования устойчивости ламинарных течений вязкой жидкости и, в-третьих, послужили началом систематических экспериментальных и теоретических исследований турбулентных течений жидкости. Теоретические исследования О. Рейнольдса по теории турбулентности были опубликованы в 1895 г. [c.23]

Ламинарное движение в трубке осуществляется при небольших перепадах давления, и по мере увеличения перепада давления характер течения жидкости может измениться. При движении жидкости при больших перепадах давления в трубке осуществляется особый режим. течения, получивший позднее название турбулентного. Основная особенность турбулентного режима течения вязкой жидкости заключается в беспорядочном характере траекторий частиц жидкости и в наличии беспрерывных относительных перемещений частиц, позднее названных пульсациями. [c.433]

На основании результатов своих опытов с окрашенными струйками Рейнольдс показал, что ламинарный режим течения вязкой жидкости в цилиндрической трубе осуществляется только до тех пор, пока безразмерный параметр течения, названный позднее числом Рейнольдса, не будет превышать своего критического значения. Если же этот параметр превысит своё критическое значение, то течение вязкой жидкости из ламинарного режима внезапно, скачком переходит в турбулентный режим при этом скачком меняется и зависимость коэффициента сопротивления от значений числа Рейнольдса. [c.434]

Для турбулентного режима течения вязкой жидкости в цилиндрической трубе соответственными необходимыми признаками будут 1) извилистый и неупорядоченный характер траекторий отдельных частиц, 2) почти равномерное распределение осредненных скоростей по поперечному сечению, но с резким уменьшением их до нуля в тонком слое вблизи стенки, 3) превышение максимальной скорости над средней имеет порядок 10—20% и 4) график зависимости коэффициента сопротивления от числа Рейнольдса представляется кривой с медленно убывающим наклоном. Как показано на рис. 31, при переходе через критическое значение числа Рейнольдса коэффициент сопротивления трубы увеличивается скачком, а затем медленно уменьшается с увеличением числа Рейнольдса. [c.435]

Известно, что ламинарная пли турбулентная струя вязкой жидкости, вытекающая из сопла (трубки), эжектирует из окружающего пространства жидкость. Это приводит к возникновению в пространстве, окружающем струю, компенсирующего течения в направлении к внешним границам струи. [c.143]

Число Рейнольдса является критерием подобия течения вязкой жидкости. Теплообмен при ламинарном течении осуществляется в основном теплопроводностью, а при турбулентном течении — главным образом за счет переноса тепла пульсационными макроскопическими движениями жидкости. [c.58]

Отсюда вытекает, что при рассмотрении течений вязкой жидкости число Рейнольдса должно играть колоссальную роль. Так, например, мы указывали в самом начале этой главы, что кроме правильных, так называемых ламинарных течений жидкости, существуют течения беспорядочные, так называемые турбулентные. Когда мы рассматриваем различные течения жидкости около или внутри геометрически подобных тел, то оказывается, что при малых числах Рейнольдса эти течения ламинарны, при больших же числах Рейнольдса они становятся турбулентными. Таким образом, число Рейнольдса определяет даже самый характер течения. [c.410]

Общий критерий возникновения турбулентности был установлен Рейнольдсом (1883) при помощи соображений о механическом подобии течений вязкой жидкости. Этот критерий заключается в том, что течение остается ламинарным, пока число Re — UL/v не [c.65]

До сих пор ни для одной геометрии течений вязкой жидкости не установлено с должной строгостью, какая последовательность бифуркаций при возрастании Re приводит к превращению стационарного (ламинарного) течения в стохастическое (турбулентное). Сведения п. 2.6 показывают, что при разной геометрии течений такие последовательности бифуркаций, по-видимому, могут быть весьма различными. Наиболее правдоподобные гипотезы о после- [c.130]

Однородная турбулентность в безграничном пространстве является математической идеализацией, а предположение, о стационарности еще усугубляет дело, поскольку из-за наличия диссипации энергии стационарное течение вязкой жидкости должно иметь внешние источники энергии и поэтому не может быть однородным. Однако вывод формулы (10.31) требует лишь, чтобы течение было однородным в направлении 0x1. Это позволяет указать реальные течения, к которым могут быть применены полученные результаты. В частности, Бэтчелор отметил, что эти результаты могут быть непосредственно применены к простейшему турбулентному течению в длинной прямой трубе (Бэтчелор и Таунсенд (1956), Бэтчелор (1957)). В самом деле, пусть направление трубы совпадает с осью Ох тогда по этому направлению течение будет однородным. Рассмотрим компоненту 1 х) смещения жидкой частицы за время т по направлению Ох. Соответствующая лагранжева скорость йУ х)1йх=У х, 0 + г) будет, вообще говоря, нестационарной случайной функцией т, зависящей от выбора начального положе-ния частицы х в плоскости Ох хъ. Однако через некоторое время после момента выхода рассматриваемой частицы влияние ее на-чального положения х практически перестанет сказываться, так что далее функцию У х, tQ- -x) можно будет считать не зависящей от X и стационарной. В таком случае средняя продольная ско- [c.498]

Дальнейшее уточнение постановки и решения пространственной задачи идет в направлении уточнения моделей течения с учетом эффектов реального газа, в первую очередь вязкости. Дело в том, что теория вторичных течений в невязкой жидкости качественно правильно описывает явление, однако не объясняет возникновение градиента полного давления в основном потоке и затухание вторичных течений, для чего необходима учитывать влияние вязкости, не малое вблизи ограничивающих поверхностей и в областях с большими градиентами полных давлений. Интересно отметить, что Н. Е. Жуковский в уже упомянутой работе (1914) дал теорию вторичных течений в вязкой жидкости в тонком слое, справедливую с точностью до малых второго порядка. В 1935 г. П. А. Вальтер подробно исследовал развитое вторичное течение вязкой жидкости в изогнутой трубе круглого сечения. Турбулентные течения долгое время [c.151]

Как и в предыдуш,их изданиях, я стремился к тому, чтобы из большого количества новой литературы, посвяш,енной пограничному слою, использовать для книги наиболее важные работы, не меняя при этом основной структуры книги. Я надеюсь, что в результате выполненной переработки главная особенность книги — выдвижение на передний план теоре Гических соображений в форме, доступной для инженера,— сохранилась. Подразделение книги на четыре части (основные законы течения вязкой жидкости, ламинарные пограничные слои, переход ламинарной формы течения в турбулентную, турбулентные течения) оставлено неизменным. Однако в части Ламинарные пограничные слои сделана перестановка глав с целью придать этой части более обозримую структуру. В результате этой перестановки главы об управлении пограничным слоем и о нестационарных пограничных слоях отодвинуты в конец части. В части Турбулентные течения добавлена одна новая глава, вследствие чего обш,ее число глав книги возросло до 25. [c.13]

Следует также добавить, что интенсификация теплообмена при ламинарных режимах течения вязких жидкостей до сих пор является достаточно малоизученной по крайней мере по сравнению с турбулентным режимом течения. [c.505]

При течении вязких жидкостей приходится иногда встречаться не с турбулентным, а с ламинарным — вязкостным режимом. Для этого случая Петухов [Л. 48] предложил формулу, полученную в результате очень обширного опыта. Приводим ее в том виде, который относится к круглым трубам и достаточно малым температурным напорам, когда с изменением физических констант от температуры можно практически не считаться [c.126]

Людвиг Прандтль (1875—1953) — немецкий ученый в области механики, один из основателей экспериментальной аэродинамики. Наиболее значительные результаты получил в области течений вязких жидкостей и газов. Создал полу-эмпирическую теорию турбулентности, нашедшую широкое применение, получил фундаментальные результаты в теории пограничного слоя, проявив при этом уникальную физическую интуицию и глубокое понимание сущности явлений. В Геттингенском университете создал школу гидроаэродинамики, которая известна крупными научиыми достижениями, [c.94]

Джефри Инграм Тейлор (1886—1975) — английский ученый в области механики, член Лондонского королевского общества. Внес фундаментальный вклад в теорию турбулентности развил теорию устойчивости течений вязкой жидкости, теорию турбулентной диффузии, создал полуэмпирическую теорию турбулентности. [c.98]

Исследование вихревого установившегося потока производится в двумерных решетках, в частности, в плоском потоке невязкой несжимаемой жидкости через вращающиеся круговые рещетки. Течение вязкой жидкости изучается в плоских установившихся потоках при больших числах Рейнольдса, когда влияние вязкости сводится к образованию на профилях пограничного слоя и турбулентных следов за решеткой. [c.14]

Эти особенности генерирования и распространения экзотермических волн делают их интересными подобно тому, как интересны задачи потери устойчивости ламинарных течений вязкой жидкости, образования при этом вторичных стационарных и нестационарных структур и их хаотиза-ции, ведущей к развитию турбулентности. [c.115]

Следует отметить, что вопрос о переходе ламинарного режима течения в турбулентный на сегодня окончательно не решен, несмотря на большое теоретическое и практическое значение. Так, в 1971г. советский ученый В.А.Романов установил фундаментальный факт, что так называемое гшоскопараллельное течение Куэтта (см. подраздел 5.3.2) никогда, ни при каких возмущениях не теряет устойчивости, оставаясь ламинарным при сколь угодно больших числах Рейнольдса. В рассматриваемом случае область течения ограничена двумя параллельными пластинами, между которыми находится вязкая жидкость. Пластины движутся параллельно друг другу с постоянными и противоположными по направлению скоростями, увлекая за собой прилегающие к ним слои жидкости. Устойчивость плоского течения Куэтта носит исключительный характер, привлекая к себе внимание теоретиков и экспериментаторов, т.к. все остальные ламинарные течения вязкой жидкости при некотором значении числа Рейнольдса теряют устойчивость, приобретая турбулентный характер. Турбулентный режим течения является устойчивым. Экспериментально этот факт подтвержден до значений числа Рейнольдса порядка 10 . [c.85]

Турбулентность, а) В 1 мы вывели закон Гагена-Пуа-зейля, согласно которому при течении вязкой жидкости в круглой трубе падение давления пропорционально расходу жидкости [формула (4)]. Там же мы упомянули, что закон Гагена-Пуазейля имеет место для движения в очень узких трубках при любых практически возможных скоростях, а для движения в широких трубах — только при малых [c.156]

Д. Рюэлль и Ф. Такенс (1971) высказали гипотезу о том, что турбулентность представляет собою завихренное течение вязкой жидкости, эволюционирующее на странном аттракторе (и потому обладающее указанными выше свойствами стохастичности). Они доказали, что у широкого класса динамических систем канторов-ский странный аттрактор (т. е., в некотором общем смысле, турбулентность) может появляться в результате разрушения четырехчастотного движения путем возникновения резонансов его высоких гармоник (а в их работе с Ньюхаузом (1978) это доказательство было распространено и на трехчастотные движения). Ныне обнаружен уже целый ряд и других сценариев стохастизации (т. е. схем возникновения турбулентности). [c.22]

Еще в конце 40-х годов Хопф (1948) высказал гипотезу о том, что все множество фазовых траекторий уравнений Навье—Стокса при t- oo притягивается к конечномерному множеству. Для двумерных течений вязкой жидкости эту гипотезу удалось доказать (Фойа и Проди (1967) Ладыженская (1972)). Упомянем еще оценку числа степеней свободы у развитой (с большим Ке) локальной трехмерной турбулентности (Ке/Кесг) " (Ландау и Лифшиц (1953, 1986)). Аналогичная оценка для двумерной турбулентности со спектральным переносом энстрофии (т. е. квадрата вихря) в сторону малых масштабов Л - Ке/Несг менее аккуратна, так как этот спектральный перенос не вполне локален. Таким образом, уравнения гидродинамики вязкой жидкости можно записать в виде [c.124]

Турбулентностью представляется целесообразным называть стохастическую (в смысле (1) — (3)) эволюцию завихренного течения (вязкой) жидкости. Стохастические потенциальные течения жидкости представляется предпочтительным называть случайными волновыми полями, а для негидродинамических систем ограничиваться, когда надо, прилагательным стохастические. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...