Уравнения баланса энергии в турбулентном потоке

УРАВНЕНИЯ БАЛАНСА ЭНЕРГИИ В ТУРБУЛЕНТНОМ ПОТОКЕ [c.50]

Уравнение (26) можно физически проинтерпретировать как уравнение осредненного баланса энергии в турбулентном потоке. [c.692]

Баланс энергии в турбулентном следе за воздухозаборником с тупым центральным телом был исследован Роузом [80] на основе рассмотрения экспериментальных данных и главных членов уравнений количества движения и энергии для осредненного и вторичного движения. Явления возбуждения и диссипации турбулентности в турбулентных следах этих типов, как и ожидалось, очень сложные, тем не менее можно утверждать, что основная зона возбуждения турбулентности находится между завихренным ядром и основным потоком. Кроме того, можно определить диссипацию анергии даже в зонах неоднородной анизотропной турбулентности с помощью одной лишь производной скорости вместо девяти производных, входящих в обобщенную диссипативную функцию. Потери энергии в основном потоке почти исключительно связаны с возбуждением турбулентности [80]. [c.123]

Следует отметить, что использование принципа локального подобия в теории турбулентного переноса, разработанного в трудах ряда исследователей, в том числе В.М. Иевлева [15], позволил распространить на случай течения в пристенном слое витых труб известные полуэмпирические теории турбулентности. Условия применимости этого принципа определяют, основываясь на анализе уравнения баланса энергии турбулентности. Главными членами этого баланса являются члены, описывающие процессы возникновения и подавления турбулентности. При этом характеристики турбулентного переноса в каждой точке определяются только входящими в уравнение баланса энергии турбулентности характеристиками усредненного течения, полями объемных сил и свойствами турбулентности I. Поэтому безразмерные связи (1.54). .. (1.61) можно рассматривать как универсальные локальные законы турбулентного переноса. С ростом масштаба I члены уравнения баланса энергии турбулентности, описывающие генерацию турбулентности, возрастают, а диссипативные члены убывают. Поэтому величина I может быть определена формулой, в которую входят только геометрические параметры потока, например (1.54). [c.26]

Общий вид уравнения баланса энергии турбулентного потока в канале иной формы остается тем же. Сравнение с данными Лауфера [16] по круглой трубе показывает, что осно Вное качественное различие заключается, в осредненном конвективном потоке, т. е. чисто турбулентный [c.380]

Для замыкания уравнений, описывающих осредненное движение в турбулентных потоках, в ряде работ используется дифференциальное уравнение баланса кинетической энергии турбулентности. В данной работе на основе этого соотношения получено дифференциальное уравнение для турбулентной вязкости. Проведены численные расчеты несжимаемых неавтомодельных турбулентных и переходных течений в следе, струе и пограничном слое, уточнены универсальные постоянные, входящие в уравнение для вязкости. Аналитическими и численными методами исследовано течение в следе и пограничном слое с большими продольными градиентами давления. Получены безразмерные критерии, определяющие характер воздействия градиента давления на осредненное течение и турбулентную вязкость. [c.547]

Основная трудность заключается в определении турбулентных напряжений. Кроме того, при выводе уравнения баланса энергии <4.63) мы пренебрегали диссипацией механической энергии з = = Т(1ец вследствие незначительности ее влияния по сравнению с членами, учитывающими тепловой поток и распределенные источники. [c.152]

Уравнение энергии для двухфазного потока можно получить таким же образом, как это делается для однофазного турбулентного потока. Рассмотрим теплоотдачу к стационарному двухфазному потоку в круглой трубе, стенка которой на участке а > 0 поддерживается при постоянной температуре. Уравнение энергии рассматриваемого течения получается из баланса энергии для малого элемента объема. С учетом того, что у = и = 0, а из членов, характеризующих турбулентный теплообмен, (ю Т ) — 0 и (и Т ) не зависит от х, уравнение энергии в цилиндрических координатах принимает вид [c.171]

Подчеркнем еще раз, что выведенные здесь линейные по градиентам соотношения (3.3.3), (3.3.15), (3.3.19) для турбулентных потоков диффузии, тепла и тензора турбулентных напряжений справедливы далеко не всегда. Строго говоря, для их обоснованности необходимо, чтобы в каждой точке пространства турбулентное поле пульсирующих скоростей (и других термогидродинамических параметров) характеризовалось равновесием между возникновением и диссипацией энергии турбулентности Иевлев, 1975). Если же в уравнении баланса для энергии турбулентных пульсаций (см. (3.1.68)) существенны конвективные и диффузионные члены (т.е. параметры потока в точке зависят от характеристик турбулентного потока в целом), то локальные формулы (3.3.3), (3.3.15), (3.3.19) становятся неточными (подробнее см. Гл.4). [c.156]

Аналогия Рейнольдса, утверждающая пропорциональность трения на стенке тепловому потоку, не справедлива для областей отрыва потока, так как в этом случае йи/с1у=0, а тепловой поток часто достигает значений даже больших, чем присоединенный. Целесообразно использовать для расчета теплообмена в отрывных потоках уравнение баланса турбулентной энергии. Несмотря на то [c.10]

Уравнение (6.15) и представляет собой общее уравнение баланса турбулентной энергии. Оно показывает, что плотность турбулентной энергии в данной точке потока может изменяться вследствие переноса турбулентной энергии от других частей жидкости (т. е. диффузии турбулентной энергии), работы пульсаций внешних сил, диссипации турбулентной энергии под действием вязкости и, наконец, вследствие превращения части энергии осредненного движения в турбулентную энергию или обратного превращения части турбулентной энергии в энергию среднего движения. Энергию турбулентности в этом уравнении, разумеется, можно заменить также интенсивностью турбулентности (т. е. средней кинетической энергией пульсационного [c.326]

Условия поддерживания незатухающей турбулентности в стратифицированных течениях, как правило, определяются из уравнения баланса турбулентной энергии двумерного стратифицированного потока [c.249]

Вклад члена В в уравнение баланса турбулентной энергии (1.92) для газожидкостных потоков значителен и поэтому интересно выразить его через известные тензоры. Но прежде проанализируем моменты третьего и четвертого порядка. Третий момент (диффузионные слагаемые) рф1/г1/г1/а В логарифмическом пограничном слое, по измерению Е. М. Минского, мал. Можно предположить, что корреляционные моменты вида [c.46]

Генерируемая в данной точке потока турбулентная энергия частично диссипирует (слагаемые ре,,, р е,), а остальная ее часть переносится в другие точки пространства механизмами диффузии [левые части уравнений (1.87)—(1.88)]. В свою очередь, из других точек энергия может вноситься в данную точку и здесь диссипировать. Более подробно баланс турбулентной энергии рассмотрен в [58, 59, 86]. [c.52]

Уравнения баланса энергии турбулентности, позволяющие количественно оценить роль процессов обмена и диссипации в общем процессе передачи энергии от осредненного движения к турбулентности и далее в тепло, впервые были привлечены к анализу поля осредненных скоростей А. Н. Колмогоровым (1942, 1946) и В. Г. Невзглядовым (1945, 1959). К настоящему времени в гидродинамике детально изучены отдельные составляющие уравнения баланса энергии турбулентности для течений в круглых трубах, широких каналах и в пограничном слое ). Важные измерения, объясняющие механизм местных потерь энергии при внезапном расширении потока, проведены Б. А. Фидманом (1953, 1958). [c.716]

Использование уравнения баланса энергии турбулентности с сохранением только существенных членов, а также привлечение идей теории локально изотропной турбулентности открывает реальные возможности для феноменологического замыкания системы уравнений турбулентного потока. Таким путем с введением некоторых дополнительных предположений В. Г- Невзглядовым (1945) и В. Б. Левиным (1964) были рассчитаны распределения осредненных скоростей и других характеристик турбулентного течения в круглой трубе, а В. Б. Левиным — также и в плоском канале. Следует упомянуть здесь и работу Т. Г. Войнича-Сяноженцкого (1960). [c.717]

Качественные представления о механизме потерь энергии и роли гасителей в нижнем бьефе развиты Д. И. Куминым (1949, 1951) и И. И. Ле- ви (1955). Однако обш ие методы расчета гасителей энергии до сих пор разработаны недостаточно. Отсутствуют также количественные данные о составляющих уравнения баланса энергии турбулентности,. о форме спектров кинематических характеристик турбулентности потока в нижнем -бьефе и о влиянии гасителей на распределение энергии в спектре. [c.743]

Уравнение (1.90) отличается от соответствующего уравнения баланса турбулентной энергии несжимаемой жидкости, выведенного А. Н. Колмо-горовым, и от такого же уравнения для сжимаемой жидкости моментами вида ф / описывающими изменение энергии в точке потока от изменения концентрации (пульсации концентрации). Это существенное отличие, так как члены указанного вида, как будет показано ниже, описывают превращение пульсационного движения, связанного с пульсацией концентрации, в среднее движение. [c.43]

Содержание книги можно условно разделить на две части, в первой из которых (главы 1-5) подробно излагаются методы математического описания турбулентных течений многокомпонентных реагирующих газовых смесей, а во второй (главы 6-8) представлены конкретные примеры численного моделирования аэрономических задач. Первая глава, имеющая вводный характер, содержит некоторые общие положения теории турбулентности и обсуждение вопросов специфики природных сред, в которых многокомпонентная турбулентность играет важную роль. Во второй главе рассмотрена феноменологическая теория тепло- и массопереноса в ламинарной многокомпонентной среде и методами термодинамики необратимых процессов, с учетом принципа взаимности Онзагера, выведены определяющие соотношения для термодинамических потоков диффузии и тепла в многокомпонентной смеси газов. Третья глава посвящена построению модели турбулентности многокомпонентного химически активного газового континуума. С использованием средневзвешенного осреднения Фавра получены дифференциальные уравнения баланса вещества, количества движения и энергии (опорный басис модели) для описания среднего движения турбулентной многокомпонентной смеси реагирующих газов, а также дан вывод реологических соотношений для турбулентных потоков диффузии, тепла и тензора рейнольдсовых напряжений. В четвертой главе развита усложненная модель турбулентности многокомпонентного континуума с переменной плотностью, опирающаяся (в ка- [c.7]

Мы начнем с вывода осредненных дифференциальных уравнений баланса вещества, количества движения и энергии (опорный базис модели), предназначенных для описания развитых турбулентных течений многокомпонентной смеси химически активных газов, и проанализируем физический смысл отдельных членов этих уравнений ( ЗЛ). Особое внимание будет уделено выводу (традиционным способом, основанном на понятии пути смешения) замыкающих реологических соотношений для турбулентных потоков диффузии, тепла и тензора турбулентных напряжений Рейнольдса ( 3.3). Прогресс в развитии и применении полуэмпирических моделей турбулентности первого порядка замыкания (так называемых градиентных моделей) для однородной сжимаемой жидкости (см., например, Таунсенд, 1959 Бруяцкий, 1986 Ван Мигем, 1977)) позволил получить обобщения некоторых из подобных моделей на важный для целей геофизики и аэрономии случай свободных стратифицированных течений многокомпонентной реагирующей смеси с поперечным сдвигом скорости Маров, Колесниченко, 1987). [c.114]

Первая попытка теоретически осмыслить эти экспериментальные результаты содержится в серии работ японского исследователя М. Хино 1963, 1965). Отправляясь от экспериментальных результатов К. Элаты и А. Иппена и теоретического анализа баланса турбулентной энергии, данного Т. Карманом в 1937 г. для однофазного течения, М. Хино составил уравнение баланса турбулентной энергии для равномерного плоского взвесенесущего потока. Для определения влияния градиента плотности смеси на турбулентное перемешивание он ввел дополнительно полуэмпирическое уравнение баланса турбулентных ускорений . В отличие от Г. И. Баренблатта в диссипативный член уравнения баланса турбулентной [c.763]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...