Особенности турбулентного движения жидкости

Особенности турбулентного движения жидкости [c.42]

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

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

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

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

ОСОБЕННОСТИ ЛАМИНАРНОГО И ТУРБУЛЕНТНОГО ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ТРУБАХ [c.154]

Перенапряжение восстановления кислорода на меди хотя и велико (более вольта), но скорость реакции при потенциале коррозии меди значительна. Катодная реакция восстановления кислорода при коррозии меди часто контролируется доставкой (диффузией в приэлектродном слое) кислорода и особенно в спокойных растворах электролитов. При высоких скоростях потока коррозионной среды восстановление кислорода контролируется электрохимической стадией. Но во всех случаях коррозия меди определяется скоростью катодного процесса, поэтому движение жидкости или самого медного изделия в коррозионной среде увеличивает скорость коррозии. Максимальные коррозионные разрушения наблюдаются в зоне турбулентного движения жидкостей. [c.209]

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]

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]

Как мы уже говорили выше, характерной особенностью тех движений жидкости (или газа), которые называются турбулентными, является наличие беспорядочных флюктуаций гидродинамических характеристик течения. В результате как зависимость мгновенных значений гидродинамических полей от пространственных координат, так и временной ход этих значений приобретают очень сложный и запутанный характер, причем при многократном воспроизведении течения в одинаковых условиях точные значения всех полей каждый раз оказываются иными. Вернемся снова к рис. 1.1, на котором представлены образцы кривых, описываю-щих зависимость некоторых гидродинамических величин в турбулентном течении от времени. Мы видим, что все эти кривые состоят из совокупности пульсаций разнообразных периодов и амплитуд, налагающихся друг на друга без какой-либо заметной закономерности. Аналогичный (и столь же сложный) вид имеют распределения мгновенных значений гидродинамических элементов в пространстве. В силу крайней неупорядоченности и резкой изменчивости во времени и в пространстве полей всех гидродинамических величин при изучении турбулентности неизбежно приходится использовать какие-либо методы осреднения, позволяющие перейти от исходных гидродинамических полей к гораздо более плавным и регулярным средним значениям характеристик течения. [c.166]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

О перемещающихся особенностях плоского движения несжимаемой жидкости 4. К вопросу о турбулентности ветра [c.7]

Современные проблемы механики. К числу этих проблем относятся уже отмечавшиеся задачи теории колебаний (особенно нелинейных), динамики твёрдого тела, теории устойчивости движения, а также М. тел перем. массы и динамики космич. полётов. Всё большее значение приобретают задачи, требующие применения вероятностных методов расчёта, т. е. задачи, в к-рых, напр., для действующих сил известна лишь вероятность того, какие значения они могут иметь. В М. непрерывной среды весьма актуальны проблемы изучения поведения макрочастиц при изменении их формы, что связано с разработкой более строгой теории турбулентного течения жидкости решения задач теории пластичности и ползучести создания обоснованной теории прочности и разрушения твёрдого тела. [c.128]

Краткое содержание. Ранее был получен ряд точных решений уравнений движения аксиально-симметричного потока вязкой жидкости, компоненты скоростей которого обратно пропорциональны расстоянию от начала координат. Показано, что этой особенностью обладают струи, максимальная скорость которых располагается по конусной поверхности. Изучен поток в таких радиальных струях. Точные решения для ламинарного потока сравниваются с приближенными решениями, полученными на основании теории пограничного слоя. Получено распределение температур для нагретой радиальной струи Показано также, что некоторые особенности турбулентных радиальных струй должны быть подобны таковым для ламинарных радиальных струй. [c.49]

Основной особенностью турбулентного течения является хаотическая пульсация скорости и давления в любой фиксированной точке пространства. Пульсации вызываются быстрым и хаотическим перемещением п перемешиванием элементарных частиц жидкости. Эти малые пульсации накладываются на основное установившееся течение жидкости. Хотя пульсации весьма малы по сравнению со скоростью основного потока, они, как показал Рейнольдс, приводят к появлению турбулентного трения, которое существенно больше трения при ламинарном движении. [c.160]

Относительный размер ламинарного участка пограничного слоя на крыле, особенно при малой турбулентности набегающего потока, зависит также от степени шероховатости крыла вблизи передней его кромки и от наличия производственных недостатков обработки поверхности в этой области крыла. Такое отличие движения жидкости в пограничном слое от движения в трубе может быть легко объяснено. Ламинарное движение жидкости в длинной трубе в области, достаточно удаленной от входа в трубу, не может зависеть от условий втекания жидкости в трубу, так как возмущения, зародившиеся вблизи входа или вошедшие вместе с внешней жидкостью, должны затухать. Иначе обстоит дело с пограничным слоем, через внешнюю границу которого вдоль всего слоя поступает-внешняя жидкость. Кроме того, как уже ранее упоминалось, вблизи носика крыла пограничный слой еще очень тонок, и любые даже очень незначительные по размеру бугорки шероховатости проникнут сквозь пограничный слой, нарушая его движение. [c.585]

Ограничения математического анализа. Идеальная научная теория состоит из минимального количества аксиом (основных принципов и понятий), из которых решение любой задачи может быть получено формальной логикой, т. е. математически. Сейчас такая всеобъемлющая теория движения жидкости воплощена в уравнении неразрывности и общих уравнениях движения. К сожалению, сложность большинства явлений течения и пределы аналитических способностей человека ограничивают строгое применение этой теории только несколькими простыми случаями. Например, можно найти распределение давления в жидком теле, которое целиком вращается или испытывает ускорение иным способом пределом в этом случае будет гидростатическое распределение. Могут быть точно рассчитаны сопротивление ламинарного потока в однородной трубе или установившаяся скорость падения малого шара. Точно выражается и частота волн малой амплитуды под действием силы тяжести, капиллярности или упругости. Более сложные состояния потока могут быть подвергнуты теоретическому анализу лишь при игнорировании некоторыми не поддающимися описанию сторонами движения. В ряде случаев результаты имеют достаточную для инженерной практики точность. Однако часто, особенно для случая турбулентного движения, математические трудности становятся настолько значительными, что решение может быть получено только после чрезвычайного упрощения. [c.6]

Ламинарное движение в трубке осуществляется при небольших перепадах давления, и по мере увеличения перепада давления характер течения жидкости может измениться. При движении жидкости при больших перепадах давления в трубке осуществляется особый режим. течения, получивший позднее название турбулентного. Основная особенность турбулентного режима течения вязкой жидкости заключается в беспорядочном характере траекторий частиц жидкости и в наличии беспрерывных относительных перемещений частиц, позднее названных пульсациями. [c.433]

Основной особенностью турбулентного режима движения является интенсивное перемешивание частиц жидкости (молей). Подчеркнем, что имеется в виду перемешивание [c.118]

Если режим движения турбулентный, то за местным возмущающим поток элементом отмечается повышенная пульсация скоростей и более интенсивное перемешивание частиц жидкости могут произойти отрывы потока от ограничивающих поверхностей (стенок) и образоваться водоворотные зоны с циркуляционным движением жидкости. Особенности такого движения будут рассмотрены в гл. 9. [c.134]

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]

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]

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]

Данная глава посвящена процессам переноса при движении одиночной частицы, взвешенной в турбулентном потоке жидкости. Хорошо известно, что пока еще нет вполне удовлетворительных и апробированных методов анализа этой задачи. В этой главе описаны физические особенности процесса, требующие объяснения, сделана попытка обобщения имеющегося запаса знаний в данной области, что должно стимулировать дальнейшее осмысливание проблемы. Следует отметить, однако, что задачи, связанные с одиночной частицей, не яв.ляются препятствием для исследования систем, содержащих множество частиц. Обсуждение этой проблемы преследует также цель указать на потребность в других методах исследования. В гл. 4—9 показано, что уже многое достигнуто в об.иасти динамики многофазных систем путем соответствующего обобщения методов механики сплошной среды. [c.29]

В качестве введения в задачу о взаимодействии многофазной среды с телом oy и Тьен [742] расс.мотрели движение отдельной сферической твердой частицы вблизи стенки, обтекаемой турбулентным потоком жидкости. Теоретический анализ содержал основное уравнение движения, описывающее влияние стенки на двухфазный турбулентный поток, и решение уравнений, включающее лишь наиболее существенные процессы, которые протекают в стацпонарных условиях. Упрощенная физическая модель рассматрпвае.мых явлений представляла собой сферическую твердую частицу в полубесконечном турбулентном потоке жидкости, ограниченном бесконечно протяженной стенкой (фиг. 2.10). Размер частицы предполагался настолько малым в сравнении с раз-меро.м вихря пли микромасштабом турбулентности потока, что вклад различных пульсаций скорости был линеен. Описание характера движенп.ч потока строилось на основе данных по распределению интенсивностей и масштабов турбулентности [105, 418, 468]. Течение, особенно вблизи стенки, является анизотропным и неоднородным. Тем не менее в качестве основного ограничивающего допущения было принято представление о локальной изотропно- [c.58]

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]

Как показали эмопериментальные исследования [Л. 293, 294, 440], изменение интенсивности конвективного теплообмена по длине канала при турбулентном движении существенно зависит от условий входа жидкости в канал. Вход у всех четырех цилиндрических каналов различного диаметра, используемых в настоящем исследова-нш, не был плавным. По своей геометрии он приближался к условиям внезапного сужения с острой кромкой на входе, так как переходный конус между камерой сгорания и экспериментальным участком (рис. 16-4) имел ступенчатую футеровку из хромомагнезитовых кирпичей. Кроме того, на развитие теплообмена по длине канала влияли геометрические особенности камеры сгорания и сам процесс сжигания газообразного топлива. С целью определения закономерностей изменения конвективного теплообмена по длине канала было [c.433]

Известный зарубежный газодинамик Бай Ши-И [88] указывает, что большинство теорий рассматривает только простейшую форму турбулентности — изотропную турбулентность анизотропная же турбулентность наименее разработана. Между тем в подавляющем большинстве случаев движущимся средам, в особенности горящим газовым потокам, свойственна именно анизотропная турбулентность. Не удивительно, что такое грубое допущение, как сведение анизотропной структуры к изотропной, приводит, как отмечает Бай Ши-И [88], к совершенно ошибочным выводам относительно интенсивности турбулентности и пути смешения. Выполненные по теории Тейлора, они резко не совпадают с данными эксперимента. Поэтому вследствие отсутствия надежных теоретических выводов по турбулентному движению вязкой жидкости, заключает автор, приходится опираться только на данные опыта. [c.63]

В механике жидкостей и газов наблюдается сходный процесс. Необходимость учета сжимаемости среды при движениях с большими дозвуковыми, затем околозвуковыми и сверхзвуковыми скоростями, когда термодинамика процесса играет первостепенную роль, заставляет все больше усилий уделять газовой динампке — дисциплине, в начале века составляющей небольшую главу механики, а теперь соперничающей по объему материала и размаху исследований с классической аэродинамикой. Изучаются движения в газообразной среде и с так называемыми ги-перзвуковыми скоростями — скоростями космических кораблей и метеоров, когда надо принимать во внимание и диссоциацию молекул газа. В гидромеханике схема идеальной жидкости в двумерных стационарных задачах при современных возможностях математического аппарата представляется почти исчерпанной. Больше внимания привлекают пестациопарные задачи плоского движения идеальной жидкости и трехмерные задачи и особенно механика вязкой (несжимаемой) жидкости. Статистические методы остаются основными в теории турбулентности, где еще предстоит решить ряд кардинальных проблем. Очень большое место занимают теперь такие разделы, как движение жидкости и газа в пористых средах, теория взрывных процессов на основе гидродинамической схемы, теплопередача при движении жидкостей и газов. [c.301]

При исследовании турбулентного движения однородной жидкости по трубам была создана полуэмп11рнческая теория, объясняющая особенности сопротивления трения. [c.72]

При малой интенсивности возмущений во внешнем потоке в опытах как с пластинками, так и с крыльями, удавалось затянуть переход на большие значения Ревкр> яем в случае сильно возмущенных потоков. Так, например, в пограничном слое на пластине, помещенной в мало турбулентную аэродинамическую трубу, наблюдалось ламинарное движение вплоть до критического сечения пограничного слоя, где Явбкр = 6290, а на полированных металлических крыльях самолета в полете Ревкр доводилось до величины 9300. Это показывает, что относительный размер ламинарного участка пограничного слоя на крыле, особенно в спокойном набегающем потоке, зависит от шероховатости поверхности крыла вблизи передней его кромки или наличия производственных недостатков обработки поверхности в этой области крыла. Такое отличие движения жидкости в пограничном слое от движения в трубе может быть объяснено тем, что вблизи носика крыла пограничный слой еще очень тонок, бугорки шероховатости проникнут сквозь пограничный слой и станут источниками возмущений во внешнем потоке, которые будут проходить внутрь пограничного слоя через внешнюю его границу. [c.528]

Для достаточно широкого круга задач такие результаты были действительно иолу чены. Однако практика расчетов показала, что при решении сколько-нибудь сложных задач в случае каких-либо особенностей, например, зон пограничных слоев с большими градиентами параметров потока в задачах динамики вязкой среды, зон концентрации напряжений в прочностных задачах, зон кумуляции энергии в ряде задач физики взрьь ва, сложных локальных особенностей границ областей, лобовой способ решения дает малонадежные численные результаты, теряется точность вычислений. Кроме того, трехмерные расчеты, особенно в механике жидкости и газа при учете реальной геомет- зии аппаратов, с большим трудом осуществляются на современных ЭВМ, даже если в течениях не возникает каких-либо особенностей. Если же соответствующие потоки газа или жидкости турбулируются, то даже в рамках имеющихся математических моделей, в частности уравнений Навье-Стокса со специальной вязкостью, описывающих движения такого типа, расчет, например, трехмерного обтекания самолета турбулентным потоком газа с помощью имеющихся разностных методов, по оценкам известного аме- [c.14]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...