Особенности турбулентного движения

Из рассмотрения турбулентного потока жидкости над бесконечной пластиной становятся ясными главнейшие особенности турбулентного движения. Одной из них является наличие трех областей течения. [c.407]

Для математического описания удобно использовать величину rot ш, т. е. в качестве турбулентной пульсации принимать завихренность, распространяющуюся в условиях турбулентного потока. Такое рассмотрение позволяет выявить кинематику турбулентных пульсаций, а тем самым, по-видимому, и главнейшие особенности турбулентного движения, и, что особенно интересно, определить численные значения характеристических констант турбулентности (очевидно, что возможность вычисления этих констант является пробным камнем для любой из теорий турбулентности). [c.413]

Турбулентная среда рассматривается как сплошная и на нее распространяются все свойства, присущие сплошной среде. Как было отмечено выше, свойствами сплошной среды являются параметры переноса. В таком случае турбулентная среда должна иметь свою вязкость , отличную от молекулярной вязкости. Если молекулярная вязкость предопределяется молекулярными особенностями среды и проявляет себя только при относительном движении отдельных слоев потока, то турбулентная вязкость предопределяется молярным движением турбулентных частиц , имеет место и проявляет себя только при турбулентном движении потока. Так как особенности турбулентного движения в первую очередь характеризуются числом Рейнольдса, то турбулентная вязкость также должна предопределяться числом Рейнольдса. Зависимость турбулентной вязкости от самого движения требует того, чтобы она была переменной в пределах потока, т.е. турбулентная вяз- [c.58]

Для описания крупномасштабной области (струйный слой) необходимо определить изменение коэффициента турбулентной вязкости от координат и установить граничные условия, исходящие из особенностей турбулентного движения в трубах. Зависимость турбулентной вязкости от координат описывается соотношением (3.4) /33 - 56/. В выражении [c.62]

Область, где скорости почти не меняются по сечению, называют ядром течения, а слой у стенок, характеризующийся быстрым уменьшением значения скорости, — пристенным, или вязким, подслоем толщина вязкого подслоя обычно очень незначительна (доли миллиметра). Равномерное распределение скоростей в ядре объясняется интенсивным перемешиванием, которое представляет основную особенность турбулентного движения. [c.177]

Характерные особенности турбулентного движения просто обнаруживаются, если, например, смотреть с моста на поверхность воды в канале, покрытую мелким плаваюш,им сором или налетом нефти. Можно заметить, как отдельные тела, участвуя в среднем течении воды в канале, совершают вместе с тем замысловатые поперечные., а вблизи берегов даже попятные движения. Аналогичные движения можно наблюдать за бортом корабля, особенно вблизи кормовой его части. [c.523]

Чтобы подчеркнуть главную особенность турбулентного движения около твердой стенки, рассмотрим следующий идеализированный случай ), продела. Предположим, что заполняющая верхнюю полуплоскость жидкость совершает плоское осредненное движение (рис. 226), параллельное безграничной твердой стенке, совпадающей с осью Ох, причем объемные силы отсутствуют. При такой стратификации по осреднен-ным скоростям любые два поперечные линиям тока сечения идентичны в кинематическом и динамическом смысле, т. е. все производные по х равны нулю, а элементы движения могут зависеть только от ординаты у. [c.574]

Сравнение этого распределения скоростей с ранее полученным ламинарным распределением (85) показывает глубокое различие между ними. С математической стороны это различие выражается в том, что линейный профиль скоростей при ламинарном движении становится логарифмическим при турбулентном движении. Существенно, что эта особенность турбулентного движения сохраняется вблизи стенки и в случаях движений более сложных, чем рассмотренная выше упрощенная схема. [c.575]

Нельзя не отметить, что в текущей литературе, особенно по техническим приложениям теории турбулентности, эту простейшую, введенную Прандтлем в только что процитированной популярной статье формулу (88) принимают за общий закон, справедливый для всех турбулентных пограничных слоев, и приписывают ей даже наименование закона Прандтля . Между тем эта формула имеет место лишь в пристеночной области. Важность этой формулы и непосредственно выводимого из нее логарифмического закона скоростей, как выражающих особенность турбулентного движения вблизи стенки, неоспорима и должна быть подчеркнута. [c.575]

Характерные особенности турбулентного движения удобно наблюдать, например, в городских каналах при малых скоростях движущейся в них воды. Если посмотреть с моста на поверхность воды в канале, обычно засоренную листьями, щепками и другими мелкими плавающими телами или налетом нефти, то можно заметить, как отдельные объемы воды, участвуя в общем поступательном движении, совершают весьма замысловатые движения поперек общего направления потока, а вблизи берегов, где скорости особо малы, даже попятные движения. [c.581]

Особенности турбулентного движения. Длина пути перемешивания I в разных местах турбулентного потока вообще неодинаковая. До настоящего времени не имеется теории, которая позволяла бы вычислить эту длину в любом случае. Однако в некоторых особых случаях можно найти для нее приближенную оценку, причем получающиеся результаты хорошо подтверждаются наблюдениями. К числу таких случаев принадлежат, во-первых, движения, при которых действительные касательные напряжения, возникающие вследствие вязкости, пренебрежимо малы по сравнению с дополнительными касательными напряжениями, зависящими от турбулентности, и, во-вторых, движения, при которых можно не учитывать влияния вязкости на длину I. Последний случай равносилен предположению, что турбулентность возможна в жидкости, лишенной трения. При больших числах Рейнольдса такое предположение является вполне оправданным. [c.167]

Если число Рейнольдса будет превышать критическое число Рейнольдса (5.18), то движение жидкости в трубе будет, вообще говоря, не ламинарным, а турбулентным. Основная особенность турбулентного движения вязкой жидкости заключается в беспорядочном харак- [c.129]

Чтобы подчеркнуть главную особенность турбулентного движения около твердой стенки, рассмотрим следующий идеализированный случай ), просто и наглядно поясняющий суть дела. Предположим, что заполняющая верхнюю полуплоскость жидкость совершает плоское осредненное движение (рис. 242), параллельное безграничной твердой стенке, [c.719]

Особенности турбулентного движения жидкости [c.42]

Отождествление турбулентного и хаотического движений хотя и очень распространено, едва ли конструктивно. В связи с этим в гл. 23 книги [9] сделана, по-видимому, впервые попытка выявить черты, особенности турбулентного движения, позволяющие рассматривать переход от ламинарного течения к турбулентному как переход к чрезвычайно сложному, но более упорядоченному движению, или, иными словами, как неравновесный фазовый переход в самоорганизующейся системе. В подтверждение этой точки зрения в докладе на конференции Синергетика-83 в Пущине в июле 1983 г. и в работе [13] приведены результаты сравнения производства энтропии для турбулентного течения и воображаемого ламинарного (которое сохранялось бы при числах Рейнольдса, боль- [c.10]

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]

Как уже было установлено выше, ламинарное движение жидкости имеет место при сравнительно малых значениях числа Рейнольдса (Ре<2 320). В гидротехнической практике такие случаи встречаются редко (за исключением грунтовых потоков). Поэтому в настоящей главе мы ограничиваемся лишь основными данными по ламинарному движению жидкости в трубах, позволяющими оттенить особенности турбулентного режима. [c.78]

Особенности ламинарного и турбулентного движения жидкости в трубах [c.154]

Обратим внимание на следующую особенность осредненных уравнений турбулентного движения. [c.400]

Турбулентная пульсация из точки ее образования распространяется в окружающую жидкость по законам диффузии. Диффузионный характер распространения — общее свойство всех необратимых возмущений движения, сопровождающихся диссипацией энергии. Очевидно, что эта наиболее общая особенность возмущений движения, а следовательно и турбулентных пульсаций, должна исследоваться прежде всего. [c.413]

Турбулентное движение жидкости при наличии в потоке твердых стенок отличается рядом характерных особенностей. [c.418]

В механике жидкости и газа известны два разных, качественно отличных друг от друга, режима движения вязкой среды ламинарный и турбулентный. Многочисленные эксперименты указывают, что особенности ламинарного и турбулентного движений предопределяются критерием Рейнольдса, выражающим связь между молекулярным движением (через молекулярную вязкость р) и упорядоченным движением (через осредненную скорость и) в определенных геометрических условиях (через характерный размер I). Число Рейнольдса связывает между собой все определяющие параметры, характеризующие режимы движения [c.10]

Уравнение (3.1) позволяет описать локальные и интегральные параметры потока, если известны кинематический коэффициент молекулярной и турбулентной вязкостей, плотность среды, касательное напряжение на стенке трубы. Особенности вариантов в математической модели пристенного турбулентного движения отражаются соотношениями для турбулентной вязкости. [c.58]

Рассматривая различные случаи движения жидкости, мы не делали различия между ламинарным и турбулентным течениями, так как уравнения, описывающие ламинарные и турбулентные потоки, одинаковы, если они включают актуальные (истинные) значения входящих в них скорости, давления и т. д. Особенность турбулентного потока состоит в том, что в каждой его точке режимные параметры имеют пульсационный характер изменения во времени, который не поддается аналитическому описанию. Поэтому при исследовании турбулентных потоков вводятся осредненные по времени значения этих параметров, которые измеряются при экспериментальном исследовании и позволяют получить объективную информацию о таких потоках. [c.17]

Назовите характерные особенности ламинарного и турбулентного движений жидкости. [c.10]

Как уже отмечалось ранее, в турбулентном потоке каждая малая часть (или макроскопическая частица) жидкости одновременно участвует в движениях разных масштабов. Эта многомасштабность турбулентного движения жидкости является специфической особенностью турбулентного движения, придающей ему отличный от всех других механических движений характер. [c.395]

В определениях понятия турбулентность , сформулированных разными авторами, в той или иной степени отражаются рассмотренные выше особенности турбулентного движения. Дж. И. Тейлор и Т. Карман /287, 371/ дают следующее определение турбулентности Турбу-лентность - это неупорядоченное движение, которое в общем случае возникает в жидкостях, газообразных или капельных, когда они обтекают непроницаемые поверхности или же когда соседние друг с другом потоки одной и той же жидкости следуют рядом или проникают одн[н в другой . И. О. Хинце несколько уточняет определение турбулентности /253/ Турбулентное движение жидкости предполагает наличие неупорядоченного течения, в котором различные величины претерпевают хаотическое изменение во времени и по пространственным координатам и при этом могут быть выделены статистически точные их осред-ненные значения . Р. Р. Чуг аев дает такое определение /256/ Движение турбулентное - движение кидкости, при котором частицы жидкости перемешиваются по случайным неопределенно искривленным траекториям, имеющим пространственную форму при этом движение траекторий частиц, проходящих в разные моменты времени через неподвижную точку пространства, имеют различный вид данное движение носит беспорядочный, хаотичный характер и сопровождается постоянным как бы поперечным перемешиванием жидкости, причем это движение характеризуется наличием пульсаций скорости и пульсаций давления . В терминологии АН СССР Гидромеханика /10/ определение турбулентного движения дается так Турбулентное движение - движение жидкости с пульсацией скоростей, приводящей к перемешиванию ее часггиц . Более емким является определение, данное М. Д. Миллионщи-ковым Турбулентный режим - это статистически упорядоченный обмен, вызванный вихревыми образованиями различного масштаба /148/. [c.13]

Зависимость для турбулентной вязкости, подобная (3.4), но через динамическую скорость, была предложена М. Д. Миллионщиковым /148/ из иных соображений. Однако зависимость для турбулентной вязкости (3.4) является более общей, так как она учитывает физические особенности турбулентного движения через локальное число Рейнольд- [c.61]

Выражение (188) было предложено Буссинеском в 1867 г. В отличие от динамического коэффициента вязкости [х в формуле (6) коэффициент s учитывает не молекулярную структуру жидкости, а особенности турбулентного движения. Из формулы (189) следует, что величина е не является константой для данной жидкости, а изменяется при переходе от одной точки к другой в зависимости от кинематических характеристик потока в этих точках. Только при изучении турбулентности земной атмосферы можно считать коэффициент турбулентной вязкости постоянным для всех ее слоев. [c.153]

Турбулентное движение характеризуют три основных признака большое разнообразие и быстрая изменяемость поля скоростей, хаотичность (неупорядоченность) изменения скоростей в пространстве и Времени и,наконец, интенсивное перемешивание жидкооти. Эти особенности турбулентного движения эаотавляют считать его неуотановинпимся, [c.4]

Характерной особенностью турбулентного движения является, как уже указывалось в 4, то, что это движение является неустано-пившпмся. В каждой точке турбулентного потока скорость непрерывно изменяется с течением времени. Следует подчеркнуть,что это изменение не периодическое и, вообще, не подчиненное каким-либо видимым закономерностям. [c.474]

Новый вывод уравнений движения двухскоростной и двухтемпературной сплошной среды со взвешенными частицами (или каплями) при наличии фазовых превращений предложил недавно Р. И. Нигмату-лин (1967). Однако особенности турбулентного движения двух- и многофазных систем в работах Рахматулипа и его последователей не рассматриваются. [c.758]

В 17 и 19 мы рассмотрели ряд методов замыкания динамических уравнений для изотропной турбулентности. Каждый из таких методов, позволяющий расцепить эволюцию крупномасштабных и мелкомасштабных компонент (т. е. исключить нелокальное прямое воздействие крупномасштабных компонент турбулентности на мелкомасштабные), может рассматриваться также и как метод замыкания, пригодный в случае локально изотропной турбулентности. Однако первое нетривиальное приближение теории возмущений— приближение прямых взаимодействий (или слабой связи ) Крейчнана, рассматривавшееся нами в п. 19.6 на стр. 282—285, последнему условию не удовлетворяет. Как мы уже видели, в этом приближении крупномасштабные особенности турбулентного движения непосредственно воздействуют на мелкомасштабные возмущения, в результате чего спектр турбулентности в мелкомасштабной области оказывается не удовлетворяющим закону пяти третей и зависящим от среднего квадрата пульсации скорости — типично крупномасштабной характеристики. [c.376]

Возможно, вп ючем, что и при отсутствии этого ограничения на функции г (А) уравнение (29.27) сохраняет некоторый смысл как модельное уравнение, описывающее определенные особенности турбулентных движений из инерционного интервала спектра. Действительно, нижняя граница инерционного интервала волновых чисел определяется геометрическими размерами течения и масштабами неоднородностей поля внешних сил, действующих на жидкость. В неограниченном пространстве и при отсутствии внешних сил в принципе можно представить себе стационарную турбулентность в вязкой жидкости (с бесконечной средней плотностью кинетической энергии), в которой инерционный интервал простирается до сколь угодно малых волновых чисел к. Такая турбулентность будет описываться уравнением Хопфа (28.38) [c.648]

Протекание рабочего процесса в камерах сгорания газотурбинных двигателей в значительной степени определяется свойствами турбулентности потока. Термин "турбулентность" в настоящее время широко распространен и смысл его понятен специалистам различных областей техники. Важной особенностью турбулентного движения является неупорядоченность, однако констатации этого факта недостаточно для определения понятия турбулентности. Определение турбулентности более точно ножет быть сформулировано следувцим образом (И.О.Хинце, "Турбулентность", 1963 г.) [c.64]

Одной из основных геометрических характеристик вихревой трубы является радиус разделения вихрей г . Физико-математическая модель, построенная на гипотезе взаимодействия вихрей, позволяет рассчитывать величину на режимах, когда истечение из отверстия сопла-завихрителя соответствует критическому. Для докритических режимов истечения обычно принимают rj = г, [116]. Это весьма жесткое допушение, так как оно исключает возможность формирования свободного квазипотенциального закрученного потока в узкой кольцевой зоне, прилегающей к внутренней цилиндрической поверхности камеры энергоразделе-ния. Практически это означает полное отсутствие возможности взаимодействия вихрей, так как будет существовать лишь один приосевой вынужденный вихрь, вращающийся как квазитвердое тело. Устранить это внутреннее противоречие можно, если в математическую модель ввести оценку значения rj, основанную на законах сохранения массы, энергии и момента количества движения с учетом особенностей турбулентного характера течения. Рассмотрим модель вихревой трубы с тангенциальным вдувом газа через щель сопла на внутренней поверхности трубы радиусом [c.188]

Турбулент[1ое движение является, вообще говоря, вихревым. Однако распределение завихренности вдоль объема жидкости обнаруживает при турбулентном движении (при очень больших R) существенные особенности. Именно, при стационарном турбулентном обтекании тел весь объем жидкости можно обычно разделить на две области, отграниченные одна от другой. В одной из них движение является вихревым, а в другой завихренность отсутствует, и движение потенцнально. Завихренность оказывается, таким образом, распределенной не по всему объему жидкости, а лишь по его части (вообще говоря, тоже бесконечной). [c.207]

Имея в виду все эти особенности вихревого и безвихревого турбулентного движений, мы будем в дальнейшем для краткости называть область вихревого турбулентного движения просто областью турбулентного двио/сения или турбулентной областью. В следующих параграфах будет рассмотрена форма этой области для различных случаев. [c.209]

Таким образом, ламинарный н турбулентный режим по существу отличаются не только xajtaKTepoM движения частиц (наличием поперечных скоростей при турбулентном движении), но также особенностями распределе шя скоростей по сечению и характером зависимости между по--ерями напора и скоростью. [c.156]

Десятая глава посвящена турбулентному движению с потенциальным ядром в плоских диффузорах и диффузорах прямоугольного поперечного сечения. Показано, как нужно модифицировать формулу Клаузера для этого случая. Отмечаются особенности решения уравнений пограничного слоя для движения с потенциальным ядром. Показано, как можно рассчитать координату отрывного сечения и некоторые характеристики в области отрыва. Приведены зависимости для учета влияния степени турбулентности турбулентного ядра. Для диффузоров прямоугольного сечения выводятся уравнения движения и дается их решение. [c.9]

Визуализация движения потока позволяет раскрыть некоторые структурные особенности этого движения. При числах Рейнольдса, близких к критическим (Ке Ке,,р), наблюдаются волнообразные (колебательные) перемещения частиц среды поперек потока. С увеличением числа Рейнольдса амплитуды волн растут, при этом волны взаимодействуют, создавая хаотическое движение вязкой среды во всех направлениях. Возникшие в ламинарном потоке турбулентные центры сравнительно быстро увеличиваются в поперечном направлении, образуя так называемые турбулентные пробки . Э. Р. Лингрен, наблюдая продвижение турбулентной пробки через два сечения трубы, а также измеряя давление в этих сечениях, определил местную скорость турбулентной пробки /322 - 364/. Измерения показали, что местная скорость на переднем конце турбулентной пробки больше местной скорости на заднем конце пробки. Турбулентные пробки по мере своего продвижения по трубе растут, сливаются друг с другом и образуют ра ши-тое турбулентное движение /128, 238, 328/. [c.11]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...