Вязкость и турбулентность

Здесь Лт и Хт — коэффициенты турбулентной вязкости и турбулентной теплопроводности, которые характеризуют перенос количества движения и тепла за счет поперечных пульсаций скорости. I [c.322]

Турбулентная вязкость и турбулентная теплопроводность. В турбулентном потоке из-за сильного перемешивания отдельных частей жидкости перенос импульса, теплоты и вещества происходит несоизмеримо интенсивнее, чем в покоящейся жидкости. Механизм турбулентного переноса более сложен по сравнению с молекулярным, однако количественному описанию обоих процессов можно придать одну и ту же форму. [c.396]

Следует обратить особое внимание на следующее обстоятельство. Несмотря на то что коэффициенты динамической вязкости и турбулентной вязкости формально схожи, но по своей физической природе они различны. Первый является функцией состояния жидкости, а второй зависит от режима движения. [c.278]

Запись уравнений пограничного слоя для турбулентного режима после введения понятий турбулентной вязкости и турбулентной теплопроводности можно осуществить в форме, аналогичной системе дифференциальных уравнений ламинарного пограничного слоя (14.45), однако при этом необходимо сделать одну существенную оговорку. Если в стационарном ламинарном потоке рассматривается поле вектора скорости, касательного к линии тока в данной точке пространства (при этом ни длина, ни направление этого вектора не изменяются во времени), то для турбулентного потока все значительно усложняется. Вектор скорости нерегулярным, хаотическим образом изменяется как по модулю, так и по направлению, Конечно, и в этом случае можно сказать нечто [c.361]

Связь между турбулентной вязкостью и турбулентной теплопроводностью в плоском потоке несжимаемой жидкости [c.66]

По аналогии с уравнениями для ламинарного движения вводят понятия о турбулентных коэффициентах переноса турбулентной вязкости и турбулентной теплопроводности >.т [c.89]

Чрезвычайно важно подчеркнуть, что весь формальный аппарат, приведенный в настоящем параграфе, действителен исключительно для ламинарных течений, когда пульсаций в потоке не наблюдается. Если течение турбулентно, то дифференциальные уравнения могут сохранить приданную им выше форму только при трактовке входящих в них скоростей, плотностей, температур в качестве актуальных величин, от мгновения к мгновению изменяющихся более или менее случайным образом. Однако в инженерной практике непосредственному измерению и сопоставлению поддаются отнюдь не актуальные величины, а только осредненные во времени величины, турбулентные же пульсации воспринимаются нами не иначе как по вызываемым ими статистическим эффектам. Такого рода эффектами являются турбулентная вязкость и турбулентная теплопроводность, которые, как было сказано, могут на несколько порядков превосходить молекулярную вязкость и молекулярную теплопроводность. Поэтому, если для турбулентных режимов ввести в основные уравнения осредненные по времени величины, то обычные коэффициенты [j. и л нужно суммировать с образованными по типу формул (4-3) и (4-6) коэффициентами турбулентной вязкости (хт и турбулентной теплопроводности Xj или даже полностью заменить этими [c.91]

Из уравнений (6-5) и (6 6) видно, что пульсации скорости и температур вызывают появление в уравнениях осредненного движения членов, стоящих в прямых скобках, аналогичных по своему воздействию членам уравнений вязкого трения, пропорциональным fi, и молекулярной теплопроводности, пропорциональным X. Эти новые члены называются турбулентной вязкостью и турбулентной теплопроводностью. [c.91]

Вязкость и турбулентность. Наше понимание влияния вязкости и турбулентности на струи и следы еще менее полно. Поэтому в гл. XII—XIV, посвященных этим эффектам, принят полуэмпирический подход. [c.31]

Типичные задачи. В данной главе рассматриваются установившиеся осесимметричные струйные течения в условиях малого влияния сжимаемости, вязкости и турбулентности. За исключением п. 10, влияние силы тяжести также не будет учитываться. [c.287]

Распыление струй. Поведение капель, на которые распадается струя жидкости, весьма сложно. Несмотря на то что капиллярные силы играют наиболее важную роль, влияние других сил в жидкости и окружающем газе, связанных с инерцией (неустойчивость по Гельмгольцу), ускорением, вязкостью и турбулентностью, также может быть значительным. Поэтому картина распыления струй может быть различной. [c.416]

В настоящее время имеются довольно полные представления лишь о движении невязких циркуляционных потоков. Хотя многое сделано в последнее время и по изучению циркуляционных потоков вязкой жидкости, все же надо сказать, что здесь наши знания еще невелики. Поэтому основное внимание в этой области гидродинамики должно быть уделено изучению роли вязкости и турбулентности, процессу затухания циркуляции и происходящему при этом общему переформированию потока по длине. Не менее важно изучение причин возникновения и способов возбуждения циркуляции (закрутки) потока. [c.783]

По аналогии с молекулярной передачей трения и молекулярной теплопроводностью при ламинарном режиме рассматривают турбулентную вязкость и турбулентную теплопроводность при турбулентном режиме. Эти характеристики имеют существенно большую интенсивность, чем соответствующие молекулярные характеристики. Следует подчеркнуть, что турбулентная вязкость и турбулентная теплопроводность не являются физическими свойствами жидкости, а представляют собой характеристики конкретного потока например, при течении одной и той же жидкости с различными скоростями в трубах различного диаметра эти характеристики будут иметь различные значения. [c.222]

На участке 2-3 (2 -3 ) длина пути перемешивания возрастает и здесь в равной мере действуют и вязкость, и турбулентное перемешивание. Этот слой жидкости называют переходным слоем. С [c.96]

Выражение (4.16) может быть проинтегрировано, если известен профиль скорости (и,д, W). Для турбулентного течения следует ввести турбулентный аналог вязкости и теплопроводности Необходимость учета тепла, переносимого в процессе перемещения жидких объемов в радиальном направлении за счет радиальной составляющей пульсационной скорости, вносит уточнение в выражение (4.16). [c.163]

Поскольку в явлениях турбулентного переноса эффекты молекулярной вязкости и теплопроводности обычно пренебрежимо малы в сравнении с явлениями вихревого перемешивания (исключая случаи очень больших градиентов скорости и температуры), пульсации температуры в основном связаны с вихревым перемешиванием элементов жидкости, при котором сохраняются их первоначальные температуры. Если элементы жидкости имеют различные температуры, то необходимо ввести средний температурный градиент в потоке с осредненными свойствами. Можно предполагать поэтому, что статистические свойства пульсации температуры зависят от двух факторов 1) от среднего температурного градиента в поле потока и 2) от характера поля скоростей. Далее на простом примере будет показано, какую роль играют средний температурный градиент для пульсаций температуры и соотношения между соответствующими статистическими свойствами для переноса количества движения и тепла. Такой подход был впервые использован Коренном 1130] при изучении теплообмена в условиях изотропной турбулентности. Рассмотрим изотропный и однородный турбулентный поток с постоянным средним температурным градиентом вдоль оси у, перпендикулярной направлению основного потока — оси х. Необходимые допущения для описания турбулентного поля течения сводятся в данном случае к следующим [c.83]

Молекулярная вязкость и теплопроводность несущественны. Это приближение соответствует случаю турбулентного течения, когда градиенты скорости и температуры не слишком велики. Отсюда [c.83]

Падение средней скорости как в турбулентном, так и в ламинарном пограничном слое, обусловливается в конечном итоге вязкостью жидкости. Однако влияние вязкости проявляется в турбулентном пограничном слое очень своеобразно. Самый ход изменения средней скорости в слое не зависит непосредственно от вязкости вязкость входит в выражение для градиента скорости только в вязком подслое. Общая же толщина пограничного слоя определяется вязкостью и обращается в нуль вместе с ней (см. ниже). Если бы вязкость была в точности равна нулю, то никакого пограничного слоя вовсе не было бы. [c.252]

Таким образом, процессы теплопередачи в ламинарном и турбулентном потоках являются принципиально различными. В предельном случае сколь угодно малых вязкости и теплопроводности в ламинарном потоке процессы теплопередачи вообще отсутствуют и температура жидкости в каждом месте пространства не меняется. Напротив, в турбулентно движущейся жидкости в Том же предельном случае теплопередача происходит и приводит [c.296]

Так как относительное влияние сил вязкости определяется кинематической вязкостью V = [х/р, где — коэффициент вязкости и р — плотность среды (см. 125), то показатель затухания а оказывается пропорциональным v (при прочих равных условиях). Этим, например, объясняется то, что в воде, кинематическая вязкость которой меньше, чем воздуха, звуковые волны распространяются с меньшим затуханием, чем в воздухе, даже при наиболее благоприятных условиях — во вполне спокойной атмосфере. Нерегулярные движения воздуха, которые всегда происходят в свободной атмосфере (турбулентность атмосферы), вызывают значительное увеличение затухания волн. [c.730]

В этих уравнениях компоненты скорости, концентрации и давления являются средними величинами D, 0, - молекулярный и турбулентный коэффициенты диффузии V, V, - кинематические коэффициенты молекулярной и турбулентной вязкости. Коэффициенты турбулентной вязкости и диффузии в общем случае являются функциями координаты у. [c.59]

Пока число Рейнольдса мало, силы вязкости преобладают над силами инерции и всякие случайно возникающие в жидкости возмущения гасятся силами вязкости. При возрастании числа Рейнольдса до значения, называемого критическим, силы инерции становятся сопоставимыми с силами вязкости и наблюдается переход от,ламинарного режима течения к турбулентному. Например, для жидкости, текущей ио гладкой круглой трубе (в качестве линейного размера / которой взят ее диаметр), Ре -2300. При этом несущественно, за счет чего получается большое значение числа Рейнольдса возрастает ли оно при увеличении линейного размера I пли же скорости течения V, либо за счет малого значения кинематической вязкости. Поэтому число Рейнольдса может служить критерием механического подобия различных потоков. [c.146]

Пренебрегая коэффициентом молекулярной вязкости ц по сравнению с коэффициентом турбулентной вязкости и подставляя вместо Пт его выражение через длину пути перемешивания, получим соотношение [c.320]

Коэффициенты турбулентной вязкости и теплопроводности много больше молекулярных коэффициентов вязкости и теплопроводности. В самом деле, из выражения для следует [c.397]

Аналогично коэффициентам турбулентной вязкости и теплопроводности вводится коэффициент турбулентной диффузии [c.397]

Обтекание острого угла. След поверхности раздела при обтекании острого угла показан штриховой линией А К па рис. 103. Вследствие инерции струйки не могут сразу обогнуть угол А, поэтому за ним образуется застойная область, а основное движение происходит выше линии АК. Частицы жидкости в застойной области в результате действия вязкости и турбулентного перемешивания втягиваются в зону основного потока в направлении движения. Благодаря расширению основного потока за углом А и соответственно уменьшению скоростей на участке Л К давление незначительно повышается, что способствует возникновению обратного течения вблизи стенки. Так образуется вращательное движение, охватываюш,ее значительную область (на рис. 103 она обозначена буквой S), направление циркуляции которого показано стрелками. Наблюдения показывают, что отдельные вихри, образующиеся на поверхности раздела, непрерывно перемеш,аются и одни массы жидкости заменяются другими в рассматриваемой области, хотя явление з целом [c.181]

Итак, наряду с явлениями вязкости и теплопроводности, развивающимися на микрофизическом уровне, в жидких и газообразных средах существует турбулентная вязкость и турбулентная теплопроводность, которые обусловливаются возникающим при определенных обстоятельствах макроскопическим пульсацион-ным движением молей. В отличие от коэффициентов и X коэффициенты iJ.,f и только отчасти зависят от физических свойств данной среды, определяемых ее внутренним состоянием, главным же образом эти характеристики турбулентной структуры течения зависят от конфигурации и размеров поля, от уровня осреднен-ных скоростей, от первоначальной организации потока и от других внешних факторов. Кроме того, величины и Х могут меняться и действительно меняются от места к месту. Вместе с тем, как показывает опыт, коэффициенты [j.,,, и Х. , часто в тысячи раз превосходят величины р. и л, вследствие чего в таких случаях механизм турбулентного обмена становится абсолютно доминирующим. [c.78]

Между коэффициентами турбулентной вязкости и турбулентной теплопроводности существует простая связь. Действительно, из (4-3) имеем = а из (4-6) w l kj pp. Следовательно [c.78]

Отмстим, что вихревая картина течения характерна для турбулентного ядра потока, Вблизи стенок канала преобладает влияние сил трения, обус ювленных молекулярной вязкостью. Отдельные вихри, попадая в эту область вязкого подслоя, быстро затухают. Между турбулентным ядром потока и вязким подслоем имеется переходная область, а которой величины люлекулярной вязкости и турбулентной вязкости, обусловленной неупорядоченными вихреобразоваииями, имеют один порядок. [c.84]

Пиже ставились следующие задачи формулировка общей физической и математической модели двумерных гиперзвуковых течений в нормальном магнитном поле с учетом вязкости и турбулентности, определение характеристик торможения сверхзвукового потока и необратимых потерь, демонстрация неединственности рептений уравнений рассматриваемого класса в изучаемой постановке, получение обобщенной квазиодномерной модели для электрических величин и сопоставление полученных на ее основе результатов с данными численного рептения полной системы МГД-уравнений. [c.575]

Для определения количества газа, отбрасываемого в окрестности точки присоединения В обратно в срывную зону, обычно используется условие, предложенное Г. Кррстрм и Д, Чепменом. Согласно этому условию в критическую трчку В приходит та струйка тока зоны смешения, на которой давление торможения газа равно статическому давлению в невязком потоке после поворота в области присоединения. По существу, предполагается, что благодаря наличию больших градиентов давления вблизи точки В действием сил вязкости и турбулентным трением в окрестности зтой точки можно пренебречь В более поздних исследованиях, первое [c.547]

Далее рассмотрим двухслойную схему турбулентного потока область влияния вязкости и турбулентное ядро. Г[)аницей вязкого слоя и турбулентного ядра г/1 будем считать такое расстояние от стенки, при котором нарушается линейное распределение величины к поперек пристеночного слоя. В районе области присоединения уровень турбулентной кинетическо11 энергии вблизи стенки и, следовательно, V, повышен. Значение г/о соответствует г/,,при котором имеет место такая же величина v,yv, как и и случае гладкой трубы на границе турбулентной и промежуточных областей (безразмерная величина указанной границы т =г/г /v=40). Поскольку уровень турбулентности в области присоединения выше, абсолютная величина г/,, будет меньше, чем для гладкой трубы. При ц= АО для гладкой трубы [c.12]

У капельных жидкостей изменение температурных напоров (Tw — Тf) в сечении канала в первую очередь приведет к изменению профиля скоростей (поскольку наиболее сильно изменяется вязкость) и, как следствие этого, к дополнительной деформации профиля температур. Изменения профилей скорости и температур будут большими в ламинарных потоках и меньо ими в турбулентных. В турбулентных потоках профиль скорости зависит от д. лишь около стенки, где динамическая вязкость и турбулентная динамическая вязкость (см. гл. П1) соизмеримы или ц > Цт-В ядре потока Ц- Однако интенсивность турбулентности, а [c.224]

При малых числах Re преобладают силы вязкости и режим течения жидкости ламинарной (отдельные струи потока не перемешиваются, двигаясь параллельно друг другу, и всякие случайные завихрения быстро затухают под действием сил вязкости). При турбулентном течении в потоке преобладают силы инерции, поэтому завихрения интенсивно развиваются. При продольном обтекании пластины (см. рис. 9,2) ламинарное течение в пограничном слое нарушается на расстоянии Хкр от лобовой точки, на котором Re p = ЮжХкр/v 5 10 . [c.82]

За расчетную схему примем наиболее общий случай течения в вихревой трубе с дополнительным потоком (рис. 4.7). В этом случае режим работы обычной разделительной вихревой трубы представляет собой предельный при О- Используем понятие элементарного объема вращающегося газа dQ. = V nrdr. Условие осевой симметрии обеспечивает отсутствие фадиентов в направлении угловой координаты ф. В сформированном потоке вихревой трубы радиальные скорости пренебрежимо малы. В процессе построения аналитической расчетной цепочки можно использовать принцип суперпозиции, т. е. независимость законов движения по нормальным друг к другу осям координат. Процесс энергообмена в сопловом сечении считаем заверщенным. Определим предельно возможные по разделению энергетические уровни потенциального и вынужденного вихрей. Длина пути перемешивания и фадиент давления определяют предельный эффект подофева приосевого турбулентного моля при его переходе на более высокую радиальную позицию. При этом делается допущение о переходе в сечении, перпендикулярном оси. Осевой снос моля не учитывают. Вязкость и теплопроводность проявляют себя, если присутствуют фадиенты скорости и температуры. Поэтому при формировании свободного вихря вязкость будем учитывать, анализируя процесс затухания окружного момента [c.191]

При турбулентном течении ередняя екорость почти поетоянна по всему поперечному сечению трубы. Только лишь у самых стенок трубы в тонком пограничном слое, заторможенном вследствие вязкости жидкости, скорость резко убывает до нуля. Следовательно, влияние вязкости при турбулентном течении имеет существенное значение только в пограничном слое и вне его жидкость с достаточной степенью точности можно считать идеальной. [c.146]

Однако и в этом случае зависимости (60) и (61) удается обосновать. Их можно получить теоретическим путем, если учесть нарушение локальных автомодельных связей между коэффициентами турбулентной вязкости, а также диффузии, и осредненными параметрами потока. Дело в том, что при наличии спут-ного потока (и Ф 0) согласно автомодельной теории коэффициенты вязкости и диффузии по длине струи должны уменьшаться, а в действительности, как показывают опыты, значения этих коэффициентов на очень протяженном участке струи (до х (200—400) 6о) не изменяются. Данный факт объясняется тем, что возмуш ения сносятся по потоку, т. е. влиянием его предыстории. [c.393]

Основываясь на некоторых теоретических соображениях (см. далее гл. XVII), а также на результатах опытов, Рейнольдс установил общие условия, при которых возможны существование ламинарного и турбулентного режима движения жидкости и переход от одного режима к другому. Оказалось, что состояние (режим) потока жидкости в трубе зависит от величины безразмерного числа, которое учитывает основные факторы, определяющие это движение среднюю скорость v, диаметр трубы d, плотность жидкости р и ее абсолютную вязкость ц. Это число (позже ему было присвоено название числа Рейнольдса) имеет вид [c.149]

Формула (XII.43) учитывает влияние на профиль скоростей одновременно вязкости и шероховатости. Как показывают опыты, она пригодна для всей области турбулентного движения в трубах, т. е. как для гидравличе(жи гладких труб, так и для вполне шероховатых, а также и в лереходпой области. [c.188]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...