Некоторые измерения турбулентных пульсаций скорости

Некоторые измерения турбулентных пульсаций скорости [c.508]

НЕКОТОРЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПУЛЬСАЦИИ СКОРОСТИ [c.509]

НЕКОТОРЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ТУРБУЛЕНТНЫХ ПУЛЬСАЦИЙ СКОРОСТИ [c.511]

Более тщательные наблюдения позволяют обнаружить, что при турбулентном течении скорость и давление в фиксированной точке пространства не остаются постоянными во времени, а очень часто и очень неравномерно изменяются (см. рис. 16.17). Такие изменения скорости и давления, называемые пульсациями, являются наиболее характерным признаком турбулентности. Элементы жидкости, перемещающиеся как целое вдоль и поперек основного течения, представляют собой не отдельные молекулы (как в кинетической теории газов), а макроскопические, более или менее крупные образования (турбулентные массы ). Хотя при течении, например, в канале пульсации скорости составляют всего несколько процентов от средней скорости течения, тем не менее они имеют исключительное значение для развития всего течения. Пульсационное движение можно представить себе как следствие собственного движения турбулентных образований, налагающегося на осредненное движение. На трех последних снимках, изображенных яа рис. 18.1, такие образования хорошо заметны. В процессе турбулентного течения они все время то возникают, то распадаются. Их величина дает представление о масштабе турбулентности, т. е. о пространственном протяжении элементов турбулентности. Масштаб турбулентности определяется внешними условиями течения, например размером отверстий в выравнивающей решетке, через которую пропускается, жидкость. О некоторых количественных измерениях пульсационных скоростей будет сказано в 4 настоящей главы. [c.502]

Безынерционные измерения с помощью термоанемометра в фиксированной точке турбулентного движения показывают, что скорость не остается неизменной во времени, а непрерывно, с большой частотой (5... 10 Гц) хаотически изменяется или пульсирует по величине и направлению около некоторого среднего значения (рис. 6.3). Пульсации скорости являются результатом хаотического пульсационного движения молей жидкости. Это движение вызывает аналогичные пульсации всех параметров потока— давления, температуры в сжимаемой жидкости — плотности, в неоднородной — концентрации. Эти пульсации можно представить аналогично пульсациям скорости (см. рис. 6.3). Пульсация параметров является самым характерным свойством турбулентного течения. [c.119]

Для большого класса задач уравнения, описывающие взаимосвязь этих величин, являются интегральными уравнениями (ИУ) первого рода. Остановимся на некоторых методах решения этих уравнений в оптических измерительных системах, при этом можно выделить два вида оператора А. В первом случае оператор А имеет обратный оператор А , т. е. можно построить формулу обращения ИУ (4 1). К таким типам ИУ относятся часто встречающиеся в косвенных измерениях преобразования Абеля, Фурье, Радона, уравнение типа свертки и т. д. Для вычисления формул обращения некоторых из них могут быть использованы достаточно простые и широко известные схемы оптических процессоров, которые для целого ряда случаев могут дать хорошие результаты. Так, например, использование спектроанализатора для анализа оптического волнового фронта, прошедшего через гидродинамический турбулентный процесс, позволяет определить спектр турбулентных пульсаций [112] применение коррелятора позволяет определить масштабы турбулентности реализация простейших методов пространственной фильтрации в лазерных анемометрах позволяет одновременно определять размеры и скорость частиц в потоке (ИЗ] и т. д. Нетрудно заметить, что при решении именно данного класса уравнений возникает наибольшее многообразие оптических схем в зависимости от вида ядра ИУ. [c.113]

Результаты измерения корреляционных функций пульсаций скорости в жидкости и газе позволяют получить внутренние X и внешние Л масштабы турбулентности. Физически эти величины интерпретируются как некоторые характерные размеры турбулентных вихрей. Так, внутренний масштаб X соответствует расстоянию, на котором изменение мгновенной скорости имеет порядок интенсивности турбулентности. Для разных пульсационных составляющих скорости значения внутреннего масштаба различны. [c.129]

При измерениях в аэродинамической трубе важную роль играет относительная величина продольных пульсаций знание этой величины необходимо для возможности переноса на натурный объект результатов, полученных для модели в трубе, а также для сравнения результатов, полученных в разных трубах. О том, что переход ламинарной формы течения в турбулентную сильно зависит от величины пульсационной скорости, было сказано уже в 4 главы XVI. Величина средней пульсационной скорости в аэродинамической трубе определяется, очевидно, размером ячеек в решетках и сетках, установленных в трубе для выравнивания и успокоения потока воздуха. На некотором расстоянии позади сеток существует так называемая изотропная турбулентность, т. е. такое турбулентное течение, в котором средняя пульсационная скорость одинакова во всех трех координатных направлениях. Следовательно, при изотропной турбулентности [c.515]

Случаи, сохраняющие основные особенности плоских потоков. Использование моделей плоских потоков, рассмотренных в предыдущем параграфе, в ряде случаев было весьма успешным вследствие того, что некоторые реальные потоки сохраняют, по крайней мере в первом приближении, определенные характерные особенности двумерных потоков. Рассмотрим, например, длинный стержень квадратного поперечного сечения, обтекаемый потоком с постоянной средней скоростью, которая направлена по нормали к одной из его граней. За исключением участков вблизи концов стержня средний поток в этом случае для практических целей может рассматриваться как двумерный. Однако явления, связываемые с пульсацией потока, не одинаковы для отдельных участков по длине стержня. Разница между событиями, которые происходят в какое-либо заданное время, увеличивается с увеличением расстояния между этими участками. Это показано на рис. 4.24 [4.16] на примере разности осевого давления на верхней и нижней гранях бруса для случаев как ламинарного, так и турбулентного набегающих потоков. Было отмечено, что трехмерность потока сама проявляется через затухание вдоль оси бруса корреляционной связи Яав между разностями давлений (измеренных соответственно в точках А и А сечения Л и точках В и В сечения В). Затухание этого коэффициента корреляции значительно усиливается, когда в приходящем потоке присутствует турбулентность. Из этого примера можно сделать заключение, что пульсационные явления, включая срыв вихрей, как правило, не могут быть совершенно равномерно распределены по всей длине цилиндрического тела, даже если поток имеет по- [c.120]

В настоящее время используются различные методы исследования перехода. Наиболее широкое распространение получили методы, основанные на измерении турбулентных пульсаций скорости, полного давления, профиля скоростей в пограничном слое. В некоторых случаях применяются визуальные методы, позволяющие наблюдать изменения в пограничном слое при помощи дыма, химических индикаторов, каолина, сублимирующих и люминесцирующих покрытий, масляной пленки, пы-леосаждения. [c.341]

В последнее десятилетие очень тщательные измерения турбулентных пульсаций были выполнены также для пограничного слоя на продольно обтекаемой плоской пластине. На рис. 18.5 изображены некоторые результаты, полученные П. С. Клебановым для пограничного слоя на пластине при числе Рейнольдса Ре = иоохЬ = 4,2 10 и при очень малой (0,02%) степени турбулентности набегающего течения (см. 4 главы XVI и 6 настоящей главы). Профиль осредненной по времени скорости и имеет примерно такую же форму, как при течении в канале (рис. 18.3). Распределение про- [c.510]

Поток с большими числами Рейнольдса, заключенный между фиксированными границами, представляет наглядный пример турбулентного движения. На рис, 88 показаны типичные схемы одновременных измерений продольных скоростей в разных точках поперечного сечения и последовательных измерений их в одной точке за некоторый променсуток времени (. Поперечные компоненты скорости, а также нормальные и касательные напряжения, очевидно, тоже пульсируют во времени и пространстве (следует заметить, что турбулентные пульсации отсутствуют в области, прилегающей к гладкой стенке, так как здесь совместное стабилизирующее влияние близости стенки и вязкости достаточно для предотвращения возникновения пульсаций). Повторные измерения в любой зоне турбулентности не дают совпадения полученных записей из-за беспорядочности, с которой происходят пульсации. В общем хотя первичные (средние) распределения скоростей и давлений в потоке зависят от известных или определяемых граничных условий, мгновенные вторичные (турбулентные) пульсации не обладают такой прямой зависимостью. Только приложение к вторичному движению статистических приемов позволяет установить прямую связь. [c.244]

Одним из источников акустических эффектов, наблюдаемых при течении свободной турбулентной струи, являются пульсации скорости, с которыми связаны процессы турбулентного обмена в потоке. То, что акустические колебания, возникающие при течении турбулентных струй, прямо связаны с турбулентностью движения, показали исследования Ж. Е. Мойэла [44] и опыты, проведенные Г. Г. Хаббардом и Л. В. Ласситером [38]. В этом отношении показательны приведенные на рис. 47.1, а характеристики, полученные для турбулентной струи. Здесь по оси абсцисс отложены скорости течения. Характеристикой 1 определяются значения частоты турбулентных пульсаций, измеренных термоанемометрами, введенными в поток характеристикой 2 определяются значения частоты акустических колебаний, измеренных микрофоном, установленным на некотором расстоянии от струи. [c.433]

Обозначим отношение временных лагранжева и эйлерова масштабов через [3 = Т//Тс, а соответствующих пространственных масштабов - через я = А/Ьу = (уТ1)/ 11Те). Значения /3 и х отражают сопоставление масштабов турбулентных пульсаций, измеренных в разных системах координат. Поэтому можно предположить наличие зависимости Р и к от отношения скоростей движения систем координат, т.е. от величины е = у/11. В [5] на основании некоторых предположений получена зависимость /3(г), оказывшаяся универсальной для всех типов течений. В [3, 4] приводятся отдельные результаты определения 3, которая по этим данным имеет примерно постоянное значение порядка 2 Ч- 3. [c.412]

Поскольку функцию В (т) обычно можно определить по одной измеренной реализации процесса с помощью осреднения по времени (см. часть 1, п. 4.7), а функцию ( ), исходя из (11.13) и (11.15), можно независимо измерить с помощью совокупности полосовых фильтров с различными полосами пропускания, формулы (11.17) и (11.18) допускают непосредственную экспериментальную проверку. Пусть, например, процесс u(t) реализуется в виде флюктуирующего электрического напряжения (если и (t) — пульсации скорости или температуры в точке турбулентного потока, то их преобразование в пульсации напряжения обычно автоматически осуществляется измерительными приборами см. часть 1, п. 8.3). Подадим напряжение u(t) на вход фильтра, пропускающего лишь колебания с частотой, меньшей некоторого о, и измерим мощность тока на выходе фильтра с помощью ваттметра. Стрелка этого прибора покажет значение инте- [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...