Турбулентность длина масштаб турбулентности

Здесь скобки () означают осреднение, которое производится по различным реализациям (полетам). Даже при одинаковых интегральных характеристиках турбулентности, таких, как среднеквадратичная скорость турбулентных пульсаций, масштаб турбулентности и спектральная плотность энергии, распределение скорости по длине вихря будет зависеть от конкретного состояния турбулентной атмосферы. [c.129]

Прежде чем определить постоянную с, укажем предварительно на следующую существенную особенность рассматриваемого движения оно не имеет никаких характерных постоянных параметров длины, которые могли бы определить масштаб турбулентного движения, как это имеет место в обычных случаях. Поэтому основной масштаб турбулентности определяется самим расстоянием у турбулентное движение на расстоянии у от стенки имеет основной масштаб порядка величины у. Что же касается пульсационной скорости турбулентного движения, то она — порядка величины и. Это тоже следует непосредственно из соображений размерности, поскольку и — единственная величина с размерностью скорости, которую можно составить из имеющихся в нашем распоряжении величин а, р, у. Подчеркнем, что в то время как средняя скорость падает с уменьшением у, порядок величины пульсационной скорости оказывается одинаковым на всех расстояниях от стенки. Этот результат находится в согласии с общим правилом, что порядок величины пульсационной скорости определяется изменением Аи средней скорости ( 33). В рассматриваемом случае нет характерных длин /, на которых мол(но было бы брать изменение средней скорости Аи должно быть теперь разумным образом определено, как изменение и при изменении расстояния у на величину порядка его самого. Но при таком изменении у скорость и меняется согласно [c.245]

В турбулентном потоке жидкости имеются турбулентные пульсации всевозможных размеров. Это связано с тем, что турбулентное движение не заключает в себе каких-либо характерных постоянных параметров длины, которые определяли бы масштаб турбулентных пульсаций. Поэтому основной масштаб турбулентных пульсаций должен быть равен по порядку величины расстоянию 2 от твердой стенки. [c.393]

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]

Здесь I — длина пути перемешивания или масштаб турбулентности. Обычно путь перемешивания понимается как расстояние, при прохождении которого турбулентный моль (комок жидкости) полностью перемешивается с соседними молями, теряя свою индивидуальность. Вблизи стенки эта величина определяется формулой [c.45]

Физически параметр / ер связан с масштабом турбулентных пульсаций это расстояние, на которое жидкий комок может двигаться в продольном или поперечном направлении в виде неразрывного целого, т. е с сохранением своего количества движения Прандтль назвал /пер длиной пути перемешивания . [c.159]

Коэффициент В принят равным 0,032. Это привело к согласованию с некоторыми экспериментальными данными [12]. Надо, однако, заметить, что в других опытах значение g было близко к единице [14]. В литературе также отмечается, что е может быть и больше единицы, что совершенно не вяжется с указанной схемой. Кроме того, следует иметь в виду, что схема Прандтля является идеализированной и построена по аналогии с молекулярной теорией, где на длине свободного пробега никакого внешнего воздействия молекула не испытывает. Длина перемешивания , полученная путем сравнения опытного распределения скорости с теоретическим, содержит в себе особенности процесса, которые не укладываются в модель Прандтля. В работе [4] рассматривается пространственная модель, которую можно считать обобщением модели Прандтля. Пусть из окрестности каждой точки М потока, рассматриваемой в системе координат, движущейся со скоростью осредненного потока в точке М, вылетают во всех направлениях с одинаковой вероятностью порции жидкости ( моля ). Характерный размер .моля d и средняя длина его пробега Л приближенно описываются соотношениями d = L и % = aL (р и а — постоянные безразмерные коэффициенты, L — масштаб турбулентности) и определяются полем скорости осредненного движения и положением рассматриваемой области потока относительно стенок канала. Модуль характерной скорости движения моля, вылетающего из окрестности [c.92]

Между турбулентными молями и молекулами газа существует определенная аналогия. При турбулентном движении отдельные моли газа время от времени переносятся из одной части потока в другую. Объем газа проходит при этом, не-распадаясь, некоторое расстояние,, которое и называют длиной пути перемешивания или масштабом турбулентности. По порядку величины длина пути перемешивания соответствует геометрическим размерам, наибольших объемов, которые как. целое движутся из одной части потока в другую. [c.40]

Понятие "аэродинамические характеристики струи"включает закономерности изменения ее параметров - длины начального участка, поперечных размеров, скорости, температуры, интенсивности пульсаций скорости и температуры, масштабов турбулентности, спектров и т.п. [c.13]

При начальном турбулентном пограничном слое на срезе сопла и масштабе турбулентности, довольно малом по сравнению с длиной волны максимально усиленной моды, можно ожидать появления того же типа неустойчивости, что и при начальном ламинарном пограничном слое [1.13,1.18, 1.29]. Тогда начальный профиль скорости будут определять характеристики нестационарных волн. Возникающие при этом пространственно усиливающиеся волновые компоненты на нелинейной стадии развития приведут к образованию турбулентных кольцевых вихрей, что и наблюдается в эксперименте. [c.23]

Здесь — длина пути перемешивания жидкой фазы (масштаб турбулентных пульсаций), — z-вая составляющая скорости, V — объем жидкости, черта означает усреднение по времени. [c.73]

Можно рассматривать величину I как некоторый интегральный линейный масштаб турбулентности и сохранить за ней неточное, но утвержденное традицией наименование длины пути смешения. [c.19]

График на рис. 204 выражает связь между безразмерной величиной абсциссы точки перехода ламинарного слоя в турбулентный на поверхности эллиптического цилиндра и параметром Тэйлора ), представляющим произведение интенсивности турбулентности на корень пятой степени из отношения характерного размера тела О к масштабу турбулентности Ь. Из этого графика видно, что при малых значениях параметра Тэйлора внешние возмущения слабо влияют на размер ламинарного участка слоя здесь все определяется внутренней устойчивостью движения в слое. При сравнительно больших значениях параметра это влияние резко усиливается — длина ламинарного участка быстро сокращается. [c.534]

Можно заметить простую связь между частотой пульсаций и масштабом турбулентности. При прохождении крупномасштабного вихря мимо неподвижного датчика частотомера будет зарегистрировано большее время, чем при прохождении мелкомасштабного вихря. Отсюда следует общая закономерность большим по масштабу вихрям соответствует меньшая частота и, наоборот, меньшим — более высокая частота. Пользуясь взамен частоты обратной по отношению к ней величиной — длиной волны, убедимся в полном соответствии ранее отмеченного различия в процессах рассеяния вихрей известному общему закону о более быстром рассеянии коротких волн по сравнению с длинными ). [c.633]

Входящий в это соотношение интеграл имеет размерность длины в пятой степени. Если вместо величины L, определенной равенством (138), ввести в рассмотрение новый масштаб турбулентности L, равный [c.671]

Длина перемешивания — геометрическая величина, которая характеризует внутреннюю структуру потока при турбулентном движении, ее рассматривают как один из масштабов турбулентности. [c.125]

Кроме того, идея Прандтля о том, что существует только один масштаб турбулентности, совершенно неправильна как уже отмечалось в п. 5, крупные турбулентные пульсации являются главной причиной бокового расширения следа, а малые пульсации — причиной переноса количества движения. Более того, формулы Прандтля не учитывают ни скорости рассеивания турбулентной энергии, ни влияния числа Рейнольдса. Наконец, чтобы привести в соответствие экспериментальные данные с данными Прандтля, длина смешения должна составлять значительную часть от диаметра следа, что несовместимо со статистическими выводами. [c.389]

Случайные флуктуации возникают из-за наличия турбулентности в атмосфере. Турбулентные вихри в воздухе имеют масштаб, изменяющийся от десятков метров и более до нескольких миллиметров. Зависимость этих случайных флуктуаций от длины волны, вообще говоря, можно игнорировать, что позволяет нам записать (8.4.1) в виде [c.364]

Чтобы удовлетворить экспериментальным данным, нужно, чтобы у уравнения (3.2) существовало решение при значении параметра = 0. Однако простой анализ показывает, что такого решения нет. Это естественно, так как при = О у уравнения нет параметра с размерностью длины. При П О автомодельное решение соответствует расширяющейся по продольной координате вдоль пластины х или по времени толщине внешнего невязкого слоя (см. (3.1)). При стремлении х или к бесконечности А также обращается в бесконечность. Это означает, что модели турбулентности, которые не имеют решения при А = О, в некотором смысле соответствуют внешнему масштабу турбулентности = оо. [c.458]

Мелкомасштабными называются пульсации, для которых А, меньше величии характерных длин, определяющих область, где происходит турбулентное движение. Такие пульсации имеют значительно меньшие амплитуды и представляют сравнительно малую часть общей кинетической энергии потока. Если изучаются свойства турбулентности масштабов %, малых по сравнению с основным масштабом турбулентности I, то об этих свойствах говорят как о локальных свойствах турбулентности или о локальной турбулентности. [c.104]

Интенсивное перемешивание слоев жидкости в гидравлическом прыжке, значительно большее перемешивания в турбулентном потоке до прыжка и на сравнительно удаленном участке после прыжка, вызывает дробление крупных вихрей на более мелкие. Масштаб турбулентности в гидравлическом прыжке изменяется от внешнего масштаба, определяемого длиной пути перемешивания, до наиболее мелких масштабов, характеризуемых внутренним масштабом турбулентности, т. е. порядком тех расстояний, при которых делается существенным влияние вязкости. Переход от крупномасштабной к мелкомасштабной пульсации, начинающийся в зоне прыжка, полностью завершается за пределами гидравличе- [c.330]

ФЭУ и фазометр. Назначение остальных элементов видно из рисунка. Использовался ОКГ, стабилизированный по провалу Лэмба с длиной когерентности 1000 м. Расстояние между прямым и обратным пучками превышало внешний масштаб турбулентности, [c.74]

В разд. 17.15 предполагалось, что турбулентность однородна и изотропна. Между тем вполне понятно, что турбулентность может быть однородной и изотропной только в пределах трассы длиной порядка внешнего масштаба турбулентности о. Следует ожидать, что при вертикальном распространении волны в атмосфере интенсивность турбулентности принимает совершенно отличающиеся значения в двух различных точках трассы, отстоящих одна от другой на расстояние, превышающее Ьо. В случае распространения на заданной высоте над земной поверхностью интенсивность турбулентности может быть приближенно одинаковой вдоль трассы. [c.126]

В настоящей главе мы рассмотрим распространение коротких волн, длина волны которых мала по сравнению с внутренним масштабом турбулентности ) (А,< /(,). [c.213]

Хинце [197], рассматривая проблемы переноса в турбулентных потоках, ввел понятие жидкого моля, под которым понимает достаточно протяженную часть жидкого континуума, состоящую из когерентного конгло (ерата жидких частиц . Размер жидкого моля сравним с интефальным масштабом турбулентного движения, причем обмен его с окружающей средой будет определяться влиянием мелкомасштабных турбулентных движений. В процессе перемещения в радиальном направлении, совпадающем с направлением фадиента давления и при противоположном движении, турбулентные моли совершают микрохолодильные циклы. В рамках формализма Прандтля предполагается, что каждый жидкий или, как его еще называют, турбулентный моль в процессе турбулентного движения представляет собой некоторую индивидуальность, сохраняющую свою субстанцию в течение некоторого характеристического промежутка времени. Необходимо помнить, что имеющие место пульсации давления при перемещении моля на длине пути смешения / будут сопровождаться переносом импульса. Тогда, если импульс не сохраняется, нарушается требование, предъявляемое Прандтлем к транспортабельной субстанции,— турбулентному молю. Тем не менее понятие турбулентного моля удобно использовать при анализе задач переноса. Ссылаясь на работу Шмидта [256], Хинце отмечает, что расслоение будет устойчивым, если распределение температуры отличается от адиабатного [c.164]

Рассмотрим подробнее характер накладывающегося на усредненный поток нерегулярного, пульсационного, движения. Это двил<ение можно в свою очередь качественно рассматривать как результат наложения движений (турбулентных пульсаций) различных, как мы будем говорить, масштабов (под масштабом движения подразумевается порядок величины тех расстояний, на протяжении которых существенно меняется Kopo ib движения). По мере возрастания числа Рейнольдса появляются сначала крупномасштабные пульсации чем меньше масштаб движения, те. 1 позже такие пульсации появляются. При очень больших числах Рейнольдса в турбулентном потоке присутствуют пульсации с масштабами от самых больших до очень малых. Основную же роль в турбулентном потоке играют крупномасштабные пульсации, масштаб которых — порядка величины характеристических длин, определяющих размеры области, в которой происходит турбулентное движение в дальнейшем будем обозначать порядок величины этого основного (или внешнего) масштаба турбулентного движения посредством /. Эти крупномасштабные движения обладают наибольшими амплитудами. Их скорость по порядку величины сравнима с изменениями Ли средней скорости на протяжении расстояний I (мы говорим здесь о порядке величины не самой скорости, а ее изменения, поскольку именно оно характеризует скорость турбулентного движения абсолютная же величина средней скорости может быть произвольной в зависимости от того, в какой системе отсчета рассматривается движение) ). Что же касается частот этих крупномасштабных пульсаций, то они — порядка отношения и/1 средней скорости и (а не ее изменения А ) к размерам /. Действительно, частота определяет период повторяемости картины движения, наблюдаемой из некоторой неподвижной системы отсчёта. Но относительно такой системы вся эта картина движется вместе со всей исид-костью со скоростью порядка и. [c.185]

Основная часть энергии турбулентного движения заключена в частотах ufl, отвечающих основному масштабу турбулентности / и — характерная скорость движения (см. 33). Таковы же будут, очевидно, и основные частоты в спектре излучаемых звуковых волн. Соответствующие же длины волн X lju > /. [c.407]

Длина перемешивания I характеризует собой масштаб турбулентности, т. е. средний размер связанных объемов жидкостей, участвуюш,их в турбулентном переносе. Из большого разнообразия предложенных для I выражений наиболее простым является [c.270]

Величину I часто также называют длиной пути смешения, хотя она только пропорциональна I. В последнее время I предпочитают называть масштабом турбулентности. Полагают, что I характеризует внутреннюю геометрическую структуру турбулентного потока, некоторый средний размер турбулентно перемещающихся масс жидкости. При фиксированном значении производной dwxidy касательное напряжение турбулентного трения Sr пропорционально R [c.148]

О. М. Тодес и А. К- Бондарева [Л. 662, 728 и 1024]. Они проводят аналогию между этим движением и турбулентными пульсациями жидкости. Через слой движутся группы частиц с близкими скоростями (аналогично вихрям в турбулентной жидкости). Отдельные частицы группы постепенно расходятся и вновь объединяются в другие группы. Среднее расстояние L, на котором такая группа расплывается, — это путь смешения или масштаб турбулентности . Киносъемки сильно расширенного псевдоожиженного слоя стальных шариков с1= мм) в стеклянной трубе (Dt = 28 мм) подтвердили наличие пульсаций движения частиц [Л. 1024]. На рис. 5-2 приведены два кадра, на которых видно во многих местах почти параллельное движение групп соседних частиц около стенки. Как поясняют Бондарева и Тодес, каждый шарик на кадре давал два блика, несколько вытянутые в направлении движения из-за конечного времени экспозиции (Vaso сек). По длине этих бликов можно было измерить проекцию пульсационной скорости частиц на плоскость съемки. Она менялась от кадра к кадру (вплоть до нуля), и спустя некоторое [c.183]

Первое слагаемое правой части уравнения определяет затухание (рассеяние) турбулентной энергии, второе —воссоздание турбулентности (работу осредиенного движения против турбулентных напряжений) и третье — градиентную диффузию турбулентной энергии. Для постоянных с, k, й рекомендуются значения с=0,18, ft=0,56 и ki= =0,38. Величина 1т — масштаб турбулентности, пропорциональный длине смешения. Кинематический коэффициент турбулентного переноса количества движения (кинематический коэффициент турб глентной вязкости) определяется в этой модели как [c.185]

Кинематический коэффициент турбулентного иереноса импульса би является турбулентным аналогом кинематического коэффициента вязкости v, характеризующего молекулярный перенос импульса. Обе величины имеют одинаковую размерность м сек. Однако важное различие этих величин состоит в том, что и не является физической константой жидкости, а зависит от пульсационной компоненты скорости и длины пути смешения, т. е. от степени и масштаба турбулентности. [c.89]

Есть основания считать, что величина 6т должна возрастать при увеличении диаметра кратера горелки (так как это приводит к росту масштаба турбулентности), и скорости истечения смеси из кр)атера (так как это связано с увеличением пульсационной скорости). Кроме того, бт зависит от горючих свойств газо-воздушной смеси, косвенной характеристикой которых может рассматриваться величина нормальной скорости распространения пламени и . С ростом Ua длина зоны 6т должна уменьшаться. [c.49]

Смешение газа и воздуха в зависимости от характера их движения (ламинарного или турбулентного) происходит либо путем одной только молекулярной диффузии (за счет теплового движения молекул), либо путем турбулентной диффузии. В последнем случае турбулентный массообмен, происходящий между газовым потоком и воздухом (будь то неподвижная воздушная среда или спутный воздушный поток), интенсифицирует процесс смешения, так как перенос реагирующих масс происходит путем взаимопроникновения довольно больших газовых объемов (молей), отличающихся друг от друга величиной и скоростью, а также направлением движения. Однако высокие скорости химического реагирования, соответствующие огромным числам взаимных столкновений молекул, реализуются лишь в том случае, когда молекулы топлива и кислорода подведены друг к другу (при определенном температурном уровне) на расстояние I менее (5 6) А,, где X — длина свободного пробега молекул, т. е. 10 см. Следовательно, за счет одной только турбулентной диф- фузни нельзя обеспечить молекулярный контакт основной массы горючего газа и кислорода. Как бы ни была велика скорость движения потока и как бы умело ни использо- вались турбулизирующие средства (закручивание потоков, дробление струй и т. п.), масштаб турбулентности в поточных камерах заведомо превосходит указанную выше величину порядка (5 6) 10 см. Следовательно, для оценки времени полного смешения газовых масс необходимо учитывать как время уничтожения дрейфующих клочкообразных масс турбулентного потока, так и время уничтожения молекулярной неоднородности [Л. 64]. Длитель- [c.71]

Основными преимуществами термоанемометров являются малые размеры датчиков (нить диаметром от 2 до 50 мкм и длиной, меньшей масштаба турбулентности), имеющие достаточную прочность, обеспечивающие необходимую точность измерений и позволяющие производить локальные измерения без возмущения набегающего потока, а также практическая безынерционность, стабильность и чувствительность к незначительным изменениям пульсации. Термоанемометры дают возможность измерять пульсации скорости с частотой до 150 кГц. Поэтому термоанемометр для количественных измерений турбулентных потоков является наиболее распространенным прибором. [c.266]

Для тзфбулентных режимов течения смеси гидродинамические уравнения (2Л.57)-(2.1.61) также могут считаться справедливыми (в этом случае они описывают истинные (мгновенные) состояния среды), так как наименьший характерный масштаб турбулентных пульсаций обычно много больше длины свободного пробега молекул (об этом подробнее см. разд. 3.1.1). [c.84]

Интенсивное перемешивание слоев жидкости в гидравлическом прыжке, значительно превышающее интенсивность перемешивания в турбулентном потоке до прыжка и на сравнительно удаленном участке после прыжка, вызывает дробление крупных вихрей на более мелкие. Масштаб турбулентности в гидравлическом прыжке изменяется от внешнего масштаба, определяемо.го длиной пути перемешивания, до наиболее мелких масштабов, характеризуемых внутренним масштабом турбулентности, т. е. порядком тех расстояний, при которых делается существенным влияние вязкости. Переход от крупномасштабной к мелкомасштабной пульсации, начинающийся в зоне прыжка, полностью завершается за пределами гидравлического прыжка на после-прыжковом или, как иногда его называют, переходном участке /п.п. По исследованиям Т. Г. Войнича-Сяноженцкого, конец гидравлического прыжка определяется эпюрами скоростей, причем глубина в конце прыжка Л меньше глубины на послепрыжковом участке [c.324]

В работе [11] произведен численный расчет относительной дисперсии интенсивности узкого коллимированного пучка по формулам (5.15), (5.16) в зависимости от параметра б(2а) при различных значениях внутреннего масштаба турбулентности. Результаты расчета представлены на рис. 5.4. Здесь же нанесены асимптотические кривые. Видно, что асимптотики удовлетворительно согласуются с численным расчетом при /а<1. Дальнейшее увеличение внутреннего масштаба турбулентности эквивалентно переходу к квадратичной случайно-неоднородной среде 30], когда насыщения относительной дисперсии интенсивности с ростом флуктуаций диэлектрической проницаемости и длины трассы не наступает. Таким образом, вывод об изменении уровня насыщения дисперсии интенсивности в режиме пространственно ограниченного пучка, сделанный на основе ФПМГК, не противоречит общей картине поведения флуктуаций интенсивности при изменении спектра турбулентности. [c.95]

I—длина свободного пробега, длина трубки, масштаб турбулентного течеиня /о — минимальный масштаб турбулентного течения Ь —длина пути, кулоновский логарифм X — длина волиы, теплопроводность т — масса электрона М — масса молекулы, масса частицы Ма —число Маха — коэффициент теплового скольжения, приведенная масса частиц п —число столкновений N — концентрация молекул — концентрация электронов Ni — концентрация иоиов Ыи —число Нуссельта [c.220]

Масштаб турбулентности представляет собой линейный размер, характеризующий длину участка потока, на которо-м жидкие частицы движутся связанно , т. е. обладают статистически связанными пульсациями. Сближая рассматриваемые точки в т р6улентном по- [c.21]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...