Свободные турбулентные движения

Б. Теплоотдача при свободном турбулентном движении вдоль вертикальной пластины [c.237]

Анализ свободного турбулентного движения в общем несколько легче, чем анализ пристеночной турбулентности. При изучении свободной турбулентности вязкими (молекулярными) касательными напряжениями обычно можно пренебречь по сравнению с турбулентными касательными напряжениями во всем поле течения, в то время как при изучении течений в каналах (трубах) вязкие напряжения в ламинарном подслое должны учитываться (из-за затухания турбулентности вблизи стенки). В струях н следах в больших объемах жидкости градиент давления в направлении течения обычно равен нулю. [c.431]

Закономерности пути смешения и коэффициента турбулентного переноса при движении жидкости около твердой стенки принципиально отличаются от закономерностей только что рассмотренных свободных турбулентных движений вдалеке от твердых поверхностей. Наличие сугцественного влияния молекулярной вязкости на процессы турбулентного переноса значительно усложняет изучение пристенной турбулентности. [c.574]

Механизм свободных турбулентных движений полностью сводится к чисто турбулентному перемешиванию влияние обычной молекулярной вязкости при этом совершенно пренебрежимо, так что рассматриваемые ниже движения оказываются независимыми от рейнольдсова числа, в каком бы прямом или косвенном виде оно ни составлялось. [c.654]

СВОБОДНЫЕ ТУРБУЛЕНТНЫЕ ДВИЖЕНИЯ чэо [c.493]

Свободные турбулентные движения [c.493]

В предшествующих параграфах рассматривались те случаи установившихся турбулентных движений вязкой несжимаемой жидкости, которые имеют место при наличии твёрдых стенок. Однако в природе и технике встречаются случаи установившихся турбулентных движений жидкостей и газов без ограничивающего влияния твёрдых границ и без наличия продольных перепадов движения. Характерными примерами таких движений могут служить 1) движение частиц жидкости в струе, вытекающей из какого-либо резервуара в пространство, занятое той же самой жидкостью, но находящейся в покое на достаточном удалении от отверстия, 2) движение жидкости позади выпуклого тела на достаточном от него удалении при обтекании этого тела безграничным потоком, т. е. движение в так называемом следе за обтекаемым телом. Эти два случая свободных турбулентных движений имеют общие черты, заключающиеся в том, что внешняя граница, отделяющая область турбулентного движения жидкости от остальной части жидкости, постепенно расширяется по мере удаления в случае струи от отверстия, а в случае следа—от обтекаемого тела, и в том, что распределение основных скоростей по сечениям, перпендикулярным к основному направлению течения в струе [c.493]

СВОБОДНЫЕ ТУРБУЛЕНТНЫЕ ДВИЖЕНИЯ 495 [c.495]

Расчёты, проведённые при использовании предположения о постоянстве пути перемешивания в каждом сечении струи и следа, привели к результатам, хорошо согласующимся с результатами опытов в ряде случаев, поэтому это предположение стало исходным в теории свободных турбулентных движений жидкости. [c.495]

СВОБОДНЫЕ ТУРБУЛЕНТНЫЕ ДВИЖЕНИЯ 497 [c.497]

СВОБОДНЫЕ ТУРБУЛЕНТНЫЕ ДВИЖЕНИЯ 499 [c.499]

Теплоотдача при свободном турбулентном движении вдоль вертикальной пластины. По данным работы [Л. 213] развитое турбулентное [c.225]

Свободное движение всегда сопутствует явлению теплоотдачи, но при развитом турбулентном движении оно имеет второстепенное значение и не отражается на величине коэффициента теплоотдачи. Поэтому для таких задач уравнение подобия не включает критерий Грасгофа [c.313]

Из аналогии между турбулентным движением макроскопических частиц жидкости и хаотическим движением молекул газа следует, что масштаб I турбулентного движения аналогичен длине Л свободного пробега молекул, [c.396]

Конечная величина пути смешения и постоянная скорость перемещения пульсаций служат основанием для аналогии между турбулентным движением жидкости и движением молекул газа при этом скорость перемещения турбулентных пульсаций является аналогом средней скорости теплового движения молекул, а длина пути смешения — аналогом длины свободного пробега молекул (в отличие от последних у турбулентных пульсаций эта величина переменна, что ограничивает указанную аналогию). [c.417]

Если свободное конвекционное движение в кипящей жидкости является турбулентным, то, проделав аналогичные предыдущим выкладки, получим [c.469]

Ранее рассматривались задачи, относящиеся к турбулентному движению вдоль твердых стенок или к так называемой пристеночной турбулентности. В технике имеются потоки, относящиеся к области свободной турбулентности, главная особенность которой — полное отсутствие стенок, ограничивающих течение жидкости. [c.348]

Характер свободного движения вдоль вертикальной нагретой пластины показан на рис. 2.50. Вдоль пластины снизу вверх движется ламинарный слой, толщина которого растет по мере того, как в процесс нагрева вовлекаются все новые частицы жидкости. На некоторой высоте ламинарный слой начинает разрушаться и переходит в турбулентный с ламинарным подслоем. Коэффициент теплоотдачи уменьшается с увеличением толщины ламинарного пограничного слоя и стабилизируется в области турбулентного движения. [c.141]

Формула (1.62) получена без учета наличия волн на свободной поверхности пленки. Однако рассчитанные по ней значения б достаточно хорошо согласуются с величинами, полученными экспериментально. Поэтому можно полагать, что при турбулентном движении пленки (так же как при ламинарном) образование волн не оказывает большого влияния на среднюю толщину ее . [c.41]

Выше указывалось (рис. 13-20, 13-21), что характер распределения скорости и температуры в пограничном слое при кипении является сходным с соответствующими профилями в пограничном слое при свободной конвекции однофазной жидкости. Поэтому теплоотдачу при пленочном кипении можно представить формой зависимости, которая применяется при конвекции однофазной жидкости. При турбулентном движении паровой пленки средняя теплоотдача описывается зависимостью [Л. 99] [c.321]

Можно сказать, что при ламинарном движении вязкой несжимаемой жидкости условие однозначности в решении системы дифференциальных уравнений движения позволяет найти радиус свободной повер.чности. Не так обстоит дело в автомодельном турбулентном движении, которое только и может существовать в твэлах и сепараторах пара. Как показывают многочисленные эксперименты, в этом случае различным значениям расхода Q и момента количества движения Mr или Л/р отвечает одно и то же значение радиуса свободной поверхности /-i- Но это означает, что условия однозначности типа (5.3) вообще не могут быть использованы для определения радиуса свободной поверхности г . [c.93]

Естественная конвекция. При естественной (свободной) конвекции движение жидкости полностью определяется процессом теплообмена. В жидких металлах влияние молекулярной теплопроводности распространяется далеко за область гидродинамического пограничного слоя, где поле скорости определяется не молекулярной вязкостью, а турбулентной (V v, ). В таком случае N11 = == / (Сг Рг°-). [c.98]

Турбулентность является изотропной, когда свойства турбулентного движения одинаковы по всем направлениям. Турбулентность свободной струи не изотропна. [c.47]

В применении к отдельны.м задачам критериальные соотношения (3-4-14) и (3-4-19) могут быть упрощены. Например, при стационарном процессе выпадают критерии Ро и Ро при вынужденном турбулентном движении обычно можно пренебречь влиянием свободного движения, вследствие чего выпадают критерии Ог и Аг. [c.107]

Свободная конвекция в условиях турбулентного движения жидкости вдоль вертикальной нагретой пластины описывается уравнениями распределения температуры и скорости в пограничном слое в виде следующих формул [c.242]

Как известно из литературы, в свободных турбулентных струях число Стт имеет величину 0,70— 0,75. Однако определение этого числа проводилось в подавляющем большинстве случаев при движении воздуха, V которого оно близко к физическому значению числа Прандтля ( T = v/a=0,72). [c.347]

Принято считать, что процесс смешения газов внутри свободной турбулентной струи подчиняется закону постоянства количества движения. Применительно к движению газов этот закон выражается тем, что количество движения смеси равняется сум.ме количества движения потоков исходных газов [c.73]

К этим двум случаям свободного турбулентного движения были применены полуэмпирические теории турбулентности и результаты расчётов очень хорошо оправдывались результатами измерений в соответствующих опытах. Как уже было указано в 6, лучшее подтверждение в рассматриваемых случаях свободной турбулентности получила теория Тэйлора, основанная на гипотезе переноса завихрённости. Согласно этой теории в правой части уравнения осреднённого прямолинейного течения за счёт влияния переноса завихрённости появляется дополнительное слагаемое в виде [c.494]

Шульц-Грунов свидетельствует о противоположном осевом перемещении периферийно расположенных масс газа и масс газа, находящихся в приосевой области камер энергоразделения. В этом случае на фанице раздела потоков, движущихся противоположно, возникает свободная турбулентность. Пристенная турбулентность во вращающихся потоках газа проявляется значительно интенсивнее, чем при прямолинейном течении, но в процессе энергоразделения ей отводится меньщая роль. Шульц-Грунов, ссылаясь на Ричардсона [249], считает, что частицы газа, расположенные на более высоких радиальных позициях, в процессе турбулентного движения могут перемещаться к оси, а приосевые перескакивать на более высокие радиальные позиции. Частицы, перемещающиеся к центру, должны произвести работу против центробежных сил, так как они плотней приосевых. Частицы, перемещающиеся к периферии, должны произвести работу против сил, вызванных фадиентом давления. Эта механическая работа осуществляется в центробежном поле за счет кинетической энергии турбулентности, которая в свою очередь входит в общую кинетическую энергию направленного течения, т. е. элементы газа, перемещающиеся за счет радиальной составляющей пульса-ционного движения с одной радиальной позиции на другую, могут рассматриваться как рабочее тело холодильной машины, обеспечивающей под действием турбулентности перекачку энергии от приосевых слоев к периферийным. Физический процесс энергоразделения имеет аналог среди атмосферных явлений. Шмидт [256] показал, что в атмосфере тепло переносится от бо- [c.161]

В газогидродинамике дискретная молекулярная структура игнорируется и среда рассматривается как сплошная. Понятие сплошная среда" тесно связано с понятием вязкость . Для отдельных молекул понятие вязкость физического смысла не имеет. Вязкость также теряет физический смысл, когда размеры патока меньше размеров свободного пробега молекул. Вязкость можно рассматривать как проводимость количества движения между отдельными точками ( слоями ) движущегося потока /191/. Такое представление вязкости является общим независимо от того, какие частицы - молекулы или более крупные образования -являются носителями количества движения между точками движущегося потока. При ламинарном движении количество движения между отдельными точками переносится молекулами, а при турбулентном движении - турбулентными молями (частицами), возникающими из-за беспорядочного пульсирующего или вихревого движения турбулентного потока. При этом масштабы турбулентных молей изменяются от максимальной величины, сопоставимой с размерами потока, до минимальной, определяемой вязкостью. [c.48]

В случае противоположного направления вынужденной и свободной конвекции в вертикальных трубах происходит интенсивное перемешивание жидкости, и уже при Яе > 250 течение под чиняется закономерностям турбулентного движения. Следует отметить, что интенсивность смешанной конвекции в горизонтальных трубах выше, чем в вертикальных (при совпадении направлений вынужденной и свободной конвекции). Это объясняется наложением поперечной циркуляции на движение жидкости вдоль оси. [c.104]

Движение металла активизирует тепло- и массообмен путем прямого макроскопического конвекционного переноса тепла и компонентов расплава с движущимся потоком, а при турбулентном характере движения также за счет повьпдения коэффициентов теплопроводности X и диффузии D в связи с локальным перемешиванием материала турбулентными пульсациями. При развитом турбулентном движении вдали от твердых стенок (режим свободной турбулентности ) пульса-ционный обмен может стать определяющим фактором. Следует, однако, отметить, что в условиях электропечи конвективный перенос с осредненным потоком обычно оказывает не менее существенное влияние на обменные процессы. [c.52]

В теории Тейлора переноса завихренности, формально от-вечаюш.ей равенству <з = 0,5, было получено качественное согласие с опытом расчетные профили температуры по этой схеме оказались более заполненными", однако степень совпадения расчета с опытом все еще оставалась неудовлетворительной. В частности, следует напомнить, что при эксперименте в свободных турбулентных течениях всегда наблюдается большая толщ.ина эффективного теплового слоя, чем динамического, и более быстрое падение температуры по оси струи, чем скорости. Иными словами, турбулентная диффузия тепла (вещества) протекает быстрее, чем количества движения. [c.82]

Интересно отметить, что к такому же результату приводит развитие на случай струй сжимаемого газа феноменологической теории свободной турбулентности, предложенной Рей-хардтом [Л. 20] для струй и движения в следе за телом при P= onst, а также близкой по конечным результатам работы П. В. Мелентьева [Л. 21]. Как известно, в работах этих авторов уравнения теории свободной турбулентности преобразуются к виду уравнений типа теплопроводности. (Заметим, что это обстоятельство позволило автору успешно использовать для решения струйных задач разработанные советскими учеными гидроинтеграторы—гидродинамический и гидростатический.) [c.90]

Теория, оиисанная в предыдущем разделе, отличается от многих других теорий иристенной турбулентности тем, что она рассматривает движение в каждый момент не как сумму осредненного движения и случайных пульсаций, а как сумму двух нестационарных движений. Одним из этих движений, которое можно назвать первичным, является крупномасштабное низкочастотное упорядоченное движение, связанное со стенкой. Это движение описывается детерминистически (т. е. не статистически) с помощью уравнений нестационарного вязкого движения. Так называемое вторичное движение включает случайные высокочастотные элементы турбулентного движения или вихри, которые не связаны со стенкой п свободно перемещаются в области первичного движения, но непосредственно с ним не взаимодействуют. Это движение может быть описано только на статистической основе. [c.308]

При свободной конвекции переходная область движения соответствует значениям (Gr-Pr) 5-10 — 2 х X 10 [Л. 71 ]. Как видно из рис. 2-7, в интервале (Ог-Рг) й 10 — 5-10 , соответствующем верхней границе переходной обла сти, конвективная теплоотдача растет быстрее по сравнению с теплоотдачей для гладких труб, а затем падает до значений, характерных для гладких поверхностей. Наличие максимума для зависимости Nu = = / (А, S, Gr-Pr) находится в соответствии с данными для вынужденной конвекции в кольцевых щелевых каналах и трубах, полученными Нуннером [Л. 155 J, Федын-ским [Л. 116] и Грассом [Л. 21 ], согласно которым зависимость Nu = / (h, S, Re) также характеризуется максимумом для области переходного и турбулентного движения Re > 3000. [c.73]

Максимальная скорость радиальной струи обратно пропорциональна радиусу г, а ширина струи прямо пропорциональна г. Поскольку турбулентная вязкость любого свободного турбулентного потока пропорциональна произведению характерной скорости на характерную длину, турбулентная вязкость радиальной турбулентной струи будет постоянной. Тогда можно полагать, что теория ламинарного потока в своих основных чертах может быть применена также и к турбулентному потоку при условии, что кинематическая вязкость заменяется турбулентной. Турбулентная вязкость зависит от количества движения струи, причем можно ожидать, что угловая ширина турбулентной струи и величина Ь для данного угла струи 6о будут постоянными. Если, например, поверхность полумаксимальной скорости образует с направлением струи углы в 0,1 рад, то й = 8,8. Изучение потока в турбулентной радиальной струе находится еще в стадии эксперимента. [c.56]

I. Граница и характер начала влияния термогравитационных сил При вынужденном турбулентной течении термогравитационные силы могут влиять как на турбулентный перенос импульса и тепла, так и непосредственно на осредненное течение. В данной работе рассматривается развитие вторичных свободно-конвективных течений при вынужденном турбулентном движении несжимаемой жидкости в горизонтальных трубах. Задача решена в предположении, что терыогравитационные силы не влияют на турбулентный перенос. [c.189]

Рассмотрим теперь еще одно уравнение определения длины свободных турбулентных пламен, предложенное А. Кюде на основании теории струйного движения [Л. 74] [c.86]

Свободные турбулентные течения, показанные на рис. 16-1, имеют одно важное свойство — то же, что и течения в пограничном слое, рассматривавшиеся ранее во всех случаях ширина Ь золы смешения мала по сравнению с ее протяженностью по направлению оси х, и градиент скорости в направлении оси у велик по сравнению с градиентом в направлении оси д . Это в точности те же предположения, которые были сделаны Пранд-тлем для упрощения уравнений движения как в случае ламинарного, так и в случае турбулентного пограничного слоя (см. 8-2 и 12-3). Следовательно, для установившегося двумерного течения однородной несжимаемой жидкости в случае свободной турбулентности уравнения движения и неразрывности будут такими же, как уравнения Прандтля для пограничного слоя с нулевым градиентом давления, а именно [c.431]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...