Осредненное движение и пульсационное движение

Осредненное движение и пульсационное движение [c.502]

Рассматривая, например, установившееся осредненное турбулентное движение в плоской трубе (рис. 215), представляют себе линии тока осредненного движения в виде прямых, параллельных оси трубы. Это — стратификация по скорости. При установившемся движении во всех сечениях трубы имеет место одинаковый профиль осредненных скоростей и (у). Форма профиля зависит от свойств турбулентного движения и будет в дальнейшем определена. Линии тока пульсационного движения пересекают линии тока осредненного движения, проникают из одного слоя осредненного движения в другой и создают при этом перемешивание жидкости сквозь площадки, расположенные вдоль линий тока осредненного движения. [c.551]

Допустим, что в отношении, например, координаты х векторы скорости истинного движения и пульсационного движения являются дифференцируемыми функциями. В этом случае можно обе части равенств (2.31) и (2.34) разделить на приращение х и перейти к пределу. Тогда получим два выражения для первой производной ог вектора скорости истинного движения в центре первого фиксированного объёма осреднения [c.449]

Турбулентное течение подчиняется статистическим законам, г. е. закономерностям теории вероятностей. Для математического описания турбулентный поток разделяют на осредненное и пульсационное движение. Тогда мгновенные значения скорости, давления и температуры будут определяться суммой осредненной и пульсационной составляющих. [c.256]

Наложение магнитного поля приводит к существенному изменению картины течения жидкого металла, которое обусловлено взаимодействием поля с осредненным и пульсационным движением жидкости. [c.60]

В дальнейшем в статистических теориях пристенной турбулентности сохранялось это традиционное разделение на осредненное и пульсационное движение и использовались лишь более развитые математические модели турбулентности вместо ранних феноменологических концепций, ныне признанных неудовлетворительными. Использование более тонких математических методов сопровождалось чисто эмпирическим инженерным подходом к проблеме с целью разработки расчета для описания пограничного слоя в целом. Развитие физического анализа механизма турбулентности, занимающего промежуточное положение между этими двумя крайними направлениями, было задержано на многие годы ввиду недостатка точных экспериментальных данных (в особенности визуальных наблюдений), относящихся к нестационарной структуре потока. [c.300]

В современной гидродинамике для описания турбулентных течений используется гипотеза Рейнольдса о том, что действительное (актуальное) движение определяется уравнениями Навье-Стокса [13]. Применим эти уравнения для случая изотермического трехмерного движения несжимаемой вязкой ньютоновской жидкости. При актуальном движении жидкости, по Рейнольдсу, имеет место линейная суперпозиция осреднен-пых и пульсационных гидродинамических величин [c.37]

Последнее слагаемое правой части описывает механизм обмена энергией между осредненным и пульсационным движением. Его называют генерацией (порождением) турбулентной энергии, поскольку обычно этот механизм передает энергию от осредненного движения пульсациям. [c.51]

T. e. T — кинетическая энергия пульсационного движения. При помощи метода 344 можно показать, что при рассматриваемом предположении неподвижности границ, вдоль которых имеет место прилипание, полное рассеяние в среднем равно сумме рассеяний, происходящих от осредненного движения и от пульсационного движения. Поэтому имеем [c.855]

Рассмотрим теперь случай движения жидкости внутри неподвижной поверхности 5н. В этом случае элементарные работы и йА будут обращаться в нули, и поэтому теорема об изменении осредненной кинетической энергии пульсационного движения жидкости представится равенством [c.462]

При турбулентном режиме движения рассматривается распределение по живому сечению (эпюра) продольных осредненных скоростей и пульсационных добавок. На н а -чальном участке, расположенном непосредственно за входом в трубу или в канал, происходит изменение местных скоростей потока от начального (на входе) их распределения по живому сечению до распределения, соответствующего равномерному движению. [c.131]

При движении жидкости через конструктивные элементы труб и каналов (местные сопротивления) изменяются кинематические характеристики (как осредненные, так и пульсационные, если рассматривается турбулентное движение) по сравнению с движением, не возмущенным наличием местных конструктивных элементов в трубе (канале) (рис. 7.3,6—г). [c.134]

Длина послепрыжкового участка. В пределах после-прыжкового участка длиной /п.п происходит переход осредненных и пульсационных кинематических (скорость) и динамических (давление) характеристик от величин, соответствующих концу гидравлического прыжка, к величинам и распределениям этих характеристик, которые свойственны потоку, находящемуся в невозмущенном (бытовом) состоянии. В конце гидравлического прыжка стандарты и интенсивность пульсаций скорости и давления отличаются от этих характеристик при плавно изменяющемся и тем более при равномерном движении. В конце прыжка преобладают, как и в самом гидравлическом прыжке, крупномасштабные пульсации. При невозмущенном движении характерны более мелкомасштабные пульсации. При этом длина участка перехода к характеристикам плавно изменяющегося движения может быть различна для пульсационных и осредненных характеристик. [c.407]

Вместе с тем внешние боз- 2 0,4 0,6 Ов (,0 1,2 14 мущения движения не оказывают влияния на поток вблизи стенки, доказательством чего, в частности, является сохранение пристеночного подобия как результата абсолютного энергетического равновесия слоя жидкости вблизи стенки даже дри сильных положительных градиентах давления. Объясняется это тем, что основным источником притока энергии в слой должен быть приток энергии от работы напряжения сдвига против осредненной скорости. Если турбулентный перенос энергии внутрь пристеночной турбулентной части слоя пренебрежимо мал, другими источниками притока энергии могут являться только работа градиента давления на осредненном движении и перенос этим движением кинетической энергии осредненного и пульсационного движений. Условия малости других источников заключаются в выполнении неравенств [c.322]

Рассмотрим теперь слагаемое Л=—дх" вписывающее обмен энергией между осредненным и пульсационным движением. Если в данной точке пространства Л > О, то плотность турбулентной энергии в этой точке возрастает за счет энергии осредненного движения наоборот, Л < О означает, что плотность энергии осредненного движения в данной точке растет за счет энергии пульсаций. Последняя возможность на первый взгляд представляется парадоксальной однако этот вопрос требует более внимательного анализа. [c.342]

Таким образом, величины ф, имеют ясный физический смысл — они описывают обмен импульсом между осредненным и пульсационным движением. [c.350]

Уже в главе XVI мы указали, что для математического исследования турбулентного течения целесообразно разложить его на осредненное движение и на пульсационное движение. Обозначив осредненное по времени значение составляющей скорости и через и, а пульсационную скорость через и и т. д., мы получим следующие равенства для составляющих скорости и для давления [c.502]

Прежде чем вывести связь между осредненным движением и кажущимися напряжениями, обусловленными пульсационным движением, дадим этим напряжениям наглядное пояснение с помощью теоремы импульсов. [c.503]

Остановимся на наиболее простой теории Л. Прандтля, основанной на использовании понятия пути перемешивания I. Если элементарная масса жидкости при перемещении в поперечном направлении пройдет расстояние более предельного I, то по Л. Прандтлю произойдет смещение данной массы по отношению к окружающей с изменением вектора количества движения этой массы. Пусть масса жидкости, переносимая пульсационным движением в единицу времени через единицу площади в поперечном (к осредненной скорости движения) направлении, переходит из положения, для которого осредненная скорость движения равна и (у), в новое положение, для которого осредненная скорость движения в соответствии с уравнением (У,2) равна [c.103]

Будем рассматривать параметры газа в виде суммы двух величин— осредненного по времени и пульсационного движения [c.84]

Вначале получим уравнение сохранения для полной энергии турбулентного течения, включающей в себя энергию и осредненного, и пульсационного движений [16]. [c.181]

Второе слагаемое в правой части уравнения (8.65) совпадает с последним слагаемым уравнения (8.63) и имеет противоположный знак. Очевидно, что эти слагаемые описывают обмен энергией между осредненным и пульсационным движениями. Надо сказать, что обычно в пристенной турбулентности это слагаемое в уравнении (8.63) отрицательно, а в уравнении (8.65) положительно. Это означает, что энергия передается от осредненного движения пульсационному. По этой причине обычно говорят, что рассматриваемое слагаемое описывает генерацию (порождение) турбулентной энергии в данной точке потока. [c.187]

Осредненные уравнения энергии, притока тепла и энергии пульсационного движения фаз [c.83]

Из сказанного следует, что магнитное поле не вносит в уравнение осредненного движения никаких дополнительных напряжений, связанных с пульсационными величинами скорости (к, н, ш ), плотности электрического тока (/ж, ] у, г) и напряженности электрического поля (В Еу, Е ). Однако опыты показывают, что магнитное поле сильно влияет на напряжение трения и профиль скорости. [c.250]

В уравнениях Рейнольдса число неизвестных величин намного превышает число уравнений. Уравнения Рейнольдса могут быть использованы для расчета осредненного движения только при задании связи между пульсационным и осредненными движениями. При этом осред-ненные по времени скорости, входящие в уравнения Рейнольдса, должны удовлетворять таким же граничным условиям, как и истинные скорости при ламинарном движении. [c.16]

Несмотря на то, что турбулентное движение является очень сложным движением материи, оно может быть в некоторых случаях охарактеризовано и описано современными методами физики и математики. Это, в первую очередь, касается такого параметра, как осредненная по времени скорость, которая, чем больше время осреднения, тем четче приближается к определенной, характерной для данного турбулентного движения, величине. Турбулентное движение оказывается не таким уж неупорядоченным, как предполагалось в первые периоды его изучения /254/. 3>то очень хорошо подтверждается многочисленными экспериментами не только по средним параметрам турбулентного движения, но и по пульсационным. В самом деле, если бы турбулентное движение было совершенно неупорядоченно, то его невозможно было бы воспроизвести экспериментально. Однако установлено, что при определенных условиях характерное турбулентное движение может быть повторено в пределах точности экспериментов. Оказывается, турбулентное движение является более упорядоченным движением, чем, например, молекулярное движение. Большую упорядоченность турбулентного движения можно объяснить вкладом более крупных образований, чем молекулы в молекулярном движении. Как ни странно, именно упорядоченность турбулентного движения оказалась тормозом для математического изучения этого движения математический аппарат, предназначенный для описания такого упорядоченного движения, в настоящее время не разработан, так как в турбулентном движении одновременно [c.47]

Для осредненного во времени турбулентного движения мольная структура игнорируется и заменяется сплошной средой. При этом движущаяся среда турбулентного потока характеризуется параметрами переноса (турбулентная вязкость и т.п.). В турбулентном потоке, кроме молекулярного движения, существует пульсационное движение, коррелированное с осредненным движением потока, приводящее к саморегулированию турбулентного движения, т.е. параметры переноса зависят от осредненного движения и наоборот. [c.48]

Это уравнение выражает связь между осредненными характеристиками процесса (черточки над буквенными обозначениями опущены) и пульсационными составляющими скорости, которые объединены параметром X. В уравнениях движения, записанных для осей у а г, появляются члены У и 2, также содержащие пульса-ционные составляющие скорости. [c.18]

Наложение пульсационного движения на осредненное вызывает. дополнительный перенос импульса во всех направлениях и дополнительные напряжения, появляющиеся в связи с этим. Например, на площадке, перпендикулярной к оси х, возникают дополнительные нормальные и касательные напряжения, которые [c.256]

Процедуру получения уравнений турбулентного течения рассмотрим на примере уравнений неразрывности и движения. Представим составляющие вектора скорости, давление и плотность в в виде суммы осредненных и пульсационных величин [c.41]

Уравнение неразрывности для осредненного движения имеет тот же вид, что и исходное уравнение. В уравнениях движения после осреднения появились дополнительные члены fв правой части равенств, являющиеся результатом осреднения произведений пульсационных составляющих скорости. Эти члены называют кажущимися напряжениями или напряжениями Рейнольдса. Их можно включить в качестве дополнительных слагаемых при опре- [c.42]

Для простоты рассмотрим сначала несжимаемую жидкость. Разложим турбулентное течение на осредненное движение и на пульсационное движение. Обозначив осредненное по времени значение составляющей скорости и через м, а нульсационную скорость — через и и т. д., получим следующие выражения для [c.314]

Выведем сначала общую формулу турбулентного трения в простейшем случае установившегося плоского осредненного движения, представленного на рис. 215. Рассмотрим элементарную площадку da — dx-i, параллельную линии тока осредненного движения, находящейся на расстоянии у от нижней стенки трубы. Через эту площадку проходят линии тока пульсационного движения и переносят количества движения смежных слоев, расположенных как сверху, так и снизу от площадки, на некотором расстоянии VI2, причем скоростью переноса служит поперечная к осредненному потоку пульсацион-ная скорость v. [c.551]

Итак, здесь фактически была произведена следующая операция — сначала выписывалось выражение для энергии случайных отклонений от среднего движения, затем проводилось осреднение и путем дифференцирования определялась величина пульсационного переноса импульса. Подчеркнем, что обычно в механике снлошных сред идут по другому пути — сначала выш сывается уравнение импульса для микродвиженип среды (например, уравнения Навье — Стокса для турбулентных течений), в нем выделяются члены, соответствующие осредненному движению и пульсациям, а затем проводится осреднение. Тогда силы, связанные с пульсационным движением, проявляются только из-за нелинейности [c.59]

Обе группы полученных уравнений (3.8) и (3.9) в явной форме указывают на то, что между осредненным и пульсационным движением несжимаемой жидкости имеет место сложное взаимодействие. Сопоставляя правую часть первого уравнения (3.8) с правой частью первого уравнения (3.1), мы видим, что воздействие пульсационного движения на осреднённое движение жидкости эквивалентно воздействию дополнительного тензора напряжений, который получил название тензора пульсационных напряжений. Тензор пульсационных напряжений состоит из трёх векторов [c.455]

Однако, как заметили Ю. А. Буевич и Ю. П. Гупало (1965), при несовпадении осредненных скоростей среды и частиц, последние могут оказывать также дестабилизирующее влияние на поток, способствуя переносу энергии от осредненного движения к пульсационному. Такое явление обнаружено Ю. В. Желтовым (1958, 1960) в опытах с нисходящим потоком воды с твердой взвесью в вертикальных трубах. Наличие тяжелой примеси приводит в этом случае к более ранней турбулизации потока и более интенсивному росту турбулентных пульсаций. Теоретический анализ этого явления дан Ю. П. Гупало (1960). [c.760]

Суммарная кинетическая энергия в объеме V уменьшается, необратимо преобразуясь в тепло механизмом вязкой диссипации. Этот вывод очевиден и свидетельствует о том, что уравнение (8.59) не слишком информативно, поскольку является чересчур обшим. Описывая баланс суммарной энергии, оно не дает возможности судить о сложных процессах обмена энергией между осредненным и пульсационным движением, в которых заключена природа турбулентности. [c.184]

Несмотря на то, что при анализе волнового течения пленки жидкости и массообмена в ней формально соблюдаюз ея основные внешние признаки турбулентности -к осредненной скорости добавляется скорость пульсационного движения (1.3.12), а также добавка к потоку вещества, обусловленному турбулентным переносом (третий член уравнения (1.3.8)) - все эти добавки не носят случайный характер. К тому же, как показано ранее, при пленочном волновом течении соблюдается основной принцип самоорганизации (см. 1.1). [c.22]

Для установления связи между напряжением турбулентного трения т и осредненными Kopo TfiMH движения Прандтль исходит из следующей схемы пульсационного движения в турбулентном потоке. Пусть частица жидкости А (рис. XII. 10), имея поперечную пульсацию скорости продвинется в направлении этой пульсации на малое расстояние V и займет положение Ль принеся в эту точку избыток скорости [c.177]

Чтобы получить осредпенные уравнения движения, прибавим к исходному неосреднен-ному уравнению, например к уравнению для неосредненные уравнения неразрывности, умноженные соответственно на и —Ндх, заменим действительные значения скорости и напряженности магнитного поля на сумму среднего и пульсационного значений их, произведем осреднение и вычтем из них осредненные уравнения неразрывности, соответственно умноженные па Wx и —Нх. В результате получим [c.660]

При математическом описании турбулентных течений принимается схема, согласно которой движение в целом делится на осредненное и пульсационное. Ввиду сложности пульсационного движения, уравнения строятся для осредненного движения, при этом, как уже говорилось выше, используются некоторые полуэм-пирические соображения. [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...