Профиль осредненной скорости

Ниже излагается сравнительно простая полуэмпирическая теория, позволяющая учитывать влияние напряженности и направления магнитного поля на пульсационные составляющие скорости потока, что в свою очередь сказывается на напряжении трения и профиле осредненной скорости. [c.250]

Еще дальше от твердой поверхности движение является полностью турбулентным. Непрерывный гладкий профиль осредненной скорости простирается на все три зоны /316/. [c.24]

Расчеты профилей осредненных скоростей и характеристик турбулентности, распределение температур, солености и концентрации примесей по длине и в поперечном сечении струй способствуют более обоснованному проектированию сооружений. [c.306]

Законы распределения (профили) скорости по толщине турбулентного пограничного слоя. Профиль осредненной скорости можно получить путем решения уравнения динамического турбулентного пограничного слоя (24.54) о учетом (24.63) и допущения о том [c.280]

Слой жидкости вблизи стенки, где распределение продольных пульсаций и произведение продольных и поперечных пульсаций резко отличается от движения в основном потоке, можно назвать пристеночным. Внешняя граница пристеночного слоя четко определяется указанным изломом. Грубо его толщина бпр может быть найдена по профилю осредненных скоростей, где прямолинейный участок вблизи стенки переходит в криволинейный (рис. 96, а). При малой шероховатости турбулентная вязкость е, определяемая по формуле (189), в пристеночном слое близка к молекулярной вязкости ц при большой шероховатости числовое значение е увеличивается, что и определяет квадратичный закон сопротивления. В промежуточной области имеют значение оба фактора вязкостное трение и трение, обусловленное турбулентными пульсациями. Схематически течение вблизи стенки по И. К. Никитину при малой и большой [c.166]

Для определения профиля осредненной скорости воспользуемся уравнениями (4-47) и (4-50) [c.192]

Решение начнем с изучения ряда следствий, вытекающих из гипотезы, что профиль осредненных скоростей потока жидкости постоянной плотности в области, близкой к стенке, описывается законом подобия [c.139]

При течениях вблизи шероховатой стенки профиль осредненной скорости может быть представлен формулой (1.54) для потоков не только в трубах, но и в плоских каналах и в пограничном слое. [c.46]

Профиль осредненной скорости в продольном поле перестраивается в соответствии с новыми значениями (e/v) 4j, становясь более вытянутым ( более ламинарным ). При полном подавлении турбулентного переноса профиль скорости приобретает форму параболы Пуазейля. Расчеты профилей скорости для стабилизированного течения в продольном магнитном поле с использованием модели (1.98) выполнены в [21] (рис. 1.47). [c.55]

На профиле осредненной скорости в турбулентном пограничном слое на гладкой стенке различают три зоны (рис. 12-5,aj. К самой стенке прилегает зона, где зависимость й от у весьма близка к линейной. Это — зона, где осредненное во времени касательное напряжение определяется динамической молекулярной вязкостью ц. Недавние исследования Л. 2] показали, что структура течения в этой области существенно трехмерна с перемежающимся образованием винтообразных вихрей, простирающихся по направлению течения. Одиако энергия флуктуаций в этой зоне практически очень невелика, 248 [c.248]

Рис. 12-6. профиль осредненной скорости в турбулентном пограничном слое. [c.251]

Сравнение профилей осредненных скоростей в переходной области Up, определенных экспериментально при помощи трубки полного напора с теоретическими ламинарными и турбулентными Up, показывает, что имеется простая связь [c.538]

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]

Задача имеет стационарное решение, описывающее плоскопараллельное течение, в котором сохраняются линейное распределение осредненной температуры и кубический профиль осредненной скорости вектор Wq при этом имеет компоненты [c.111]

Таким образом, феноменологическая теория пути смешения может классифицироваться как частный случай более общей теории, использующей уравнения для моментов пульсаций скорости, справедливый лишь в области турбулентного ядра течения. Поэ ому для не претендующих на большую точность инженерных расчетов, в которых важно знать профиль осредненной скорости хотя бы во внутренней части пристенного течения, предпочтение следует отдать теории Прандтля. Однако для более точных расчетов турбулентного пограничного слоя, особенно когда речь идет о необходимости более или менее детального рассмотрения различных факторов, определяющих картину турбулентного переноса во всей области турбулентного пограничного слоя, использование рассматриваемой теории является, несомненно, оправданным. [c.78]

ИНОГО вида и некоторых простейших гипотез подобия (являю-ш,ихся, в частности, обязательной частью всех полуэмпирических теорий турбулентных струй и следов за обтекаемыми телами). Однако гипотезы подобия, опирающиеся на конкретные физические представления о механизме турбулентности, не были единственной основой этих теорий и всегда дополнялись (иногда даже и без настоящей надобности) предположениями более специального характера. Так, например, одним из важнейших выводов полуэмпирических теорий явилось установление универсального (т. е. справедливого при всех не слишком малых числах Рейнольдса) логарифмического закона для профиля осредненной скорости в трубах, каналах и пограничных слоях на плоской пластинке. В настоящее время известно, что этот закон можно вывести из одной только естественной гипотезы подобия, касающейся распределений вероятностей гидродинамических полей турбулентности в полупространстве, или из соображений размерности, опирающихся на простейшие предпо-ложения о физических величинах, определяющих в этом случае турбулентный режим. Тем не менее, в полуэмпирических теориях и этот результат всегда обосновывался с помощью некоторых специальных гипотез, причем, к сожалению подобные его выводы до сих пор остаются господствующими в учебной литературе по гидромеханике. [c.20]

ПРОФИЛЬ ОСРЕДНЕННОЙ СКОРОСТИ [c.162]

Рис. 8.21. Универсальный логарифмический профиль осредненной скорости турбулентного течения в трубе по Прандтлю—Никурадзе. Ло

Математическое ожидание характеризует средний уровень, вокруг которого пульсирует случайный процесс. Если и 1) — поле скорости, то математическое ожидание есть осредненное значение скорости в данной точке турбулентного потока (см. график профиля осредненной скорости на рис. 8.22). [c.175]

Рис. 2. Профиль осредненной скорости а — при ламинарном течении б — при турбулентном течении.

Как уже указывалось, эпюра осредненных скоростей по живому сечению связана с эффектом сопротивления. Поэтому вывод расчетных зависимостей следует начинать с попыток теоретически получить профиль скоростей. Решение задачи может идти по следующему пути. Нужно выдвинуть гипотезу, пусть хотя бы самую грубую, о связи между пульсациями и осредненными скоростями, построить на этой основе эпюру осредненных скоростей и сопоставить затем ее с опытом. [c.158]

На рис. 16 приведены расчетные значения функции Go, характеризующие деформацию профиля осредненного движения под действием колебаний в пограничном слое. Как следует из приведенного рисунка, вблизи поверхности под действием колебаний скорость (осредненная по времени) потока жидкости увеличивается, что приводит к увеличению градиента скорости, а следовательно, и силы трения на стенке. С увеличением частоты колебаний (или критерия Sh) максимум осредненной по времени скорости уменьшается и смеш,ается в сторону поверхности стенки. [c.93]

При низкочастотных колебаниях влияние их на структуру турбулентных потоков, вероятно, осуществляется посредством изменения профиля средней скорости в пристеночной области течения. В этом случае для качественного анализа могут быть использованы нестационарные уравнения Рейнольдса. Следует отметить, что только при сравнительно низкочастотных колебаниях возможно использовать метод осреднения турбулентных пульсаций по минимальному периоду их возмущений, который в данном случае много меньше, чем период основных регулярных колебаний. Для несжимаемой жидкости в случае плоскопараллельного нестационарного течения уравнение движения Рейнольдса имеет вид [c.184]

Для определения профиля скорости в осесимметричном турбулент ном пограничном слое воспользуемся формулой Прандтля, связывающей напряжение трения с градиентом осредненной скорости [c.210]

Рис. XII.И. Профиль осредненных скоростей по сечению гидравлически гладкой -рубы

Кратко рассмотренные теории турбулентности являются дедуктивными Принимается определенная гипотеза о пульсационных потоках импульса, скалярной субстанции или завихренности, на основе которой с помощью осреднснных уравнений переноса выводятся (дедуцируются) профиль осредненной скорости и профиль скалярной субстанции. Очевидно, что при этом осредненные характеристики (профиль скорости или скалярной субстанции) выводятся на основе физически сомнительных гипотез. [c.62]

Полностью развитое, или равномерное, течение в трубах и каналах может расматриваться как особая разновидность течения с пограничным слоем. Как и в общем случае турбулентного пограничного слоя, основную роль в формировании профиля осредненной скорости играет турбулентность, генерирующаяся из-за сдвигового течения вблизи твердой стенки. Имеется, вообще говоря, одно существенно отличие при турбулентном течении в трубах и каналах турбулентность распределена по поперечному сечению непрерывно, и перемежающегося вторжения нетурбулизованной жидкости в область максимальной осредненной скорости не происходит. Тем не менее осредненные характеристики полностью развитого течения в трубах и каналах имеют много общего со свойствами пограничных слоев, рассмотренных в гл. 12. [c.281]

На практике приходится часто встречаться с равномерным течением в круглых трубах. Наличие осевой симметрии позволяет трактовать этот случай как особую разновидность двумерного течения. Осредненное течение характеризуется здесь параллельностью линий тока, а профиль осредненной скорости на каждом диаметре может быть представлен в виде двух зеркально отраженных профилей, типичных для пограничного слоя. Двумерное течение в прямом поггимании этого термина редко встречается в каналах некруглого сечения. Однако [c.281]

Профили осреднеииой скорости в трубах аналогичны профилям осредненной скорости в пограничных слоях, слегка отличаясь только в деталях. Из рис. 13-6 (Л. 4] и 13-7 Л. 4] можно видеть внутреннюю область применимости пристеночного закона турбулентности и внешнюю область применимости закона дефицита [c.289]

На участке расширения происходит преобразование кинетической энергии в потенциальную, сопровождаемое большой потерей энергии. На участке перехода неравномерный профиль осредненных скоростей в сечении х — х постепенно выравнивается и приобретает форму, характерную для равномерного течения. Это выравнивание профиля осредненной скорости и постепенное затухание повышенных по сравнению с равномерным потоком пульсаций скорости сопровождается сравнительно небольшой потерей энергии. Таким образом, основные потери энергии происходят на участке расширения вследствие того, что между транзитным потоком и циркуляционными зонами возникают значительные силы взаимодействия. Если жидкую поверхность раздела заменить твердой криволинейной стенкой такого же очертания, то потери энерши на участке расширения заметно уменьшатся, так как силы взаимодействия между транзитным потоком и указанной твердой стенкой существенно меньше, чем между транзитным потоком и циркуляционными зонами. Потери энергии на местном сопротивлении определяются по формуле (72), в которой в качестве характерной скорости можно принять как скорость и, в сечении 1—1, так и скорость V2 в сечении 2—2. Разумеется, величина коэффициента сопротивления в формуле (72) будет зависеть от того, какая скорость принята в качестве. характерной. Поэтому различают коэффициенты 1 и 2, вычисленные по скоростям соответственно в сечениях I—1 и 2—2 [c.71]

Кратко рассмотренные теории турбулентности являются дедуктивными принимается определенная гипотеза о пульсационных потоках импульса, скалярной субстанции или завихренности, на основе которой с помощью осредненных уравнений переноса выводятся (дедуцируются) профиль осредненной скорости и профиль скалярной субстанции. Очевидно, что при этом осредненные харак- [c.72]

В этом факте обнаруживается характерная особенность пристеночной турбулентности — сосредоточенность возникновения ее вблизи стенки. Совершенно иначе обстоит дело со свободной турбулентностью (струя, след за телом), где максимальная порождаемость турбулентности имеет место вблизи точки перегиба профиля осредненных скоростей, т. е. пример1ю на расстоянии четверти ширины струи или следа от их оси. [c.748]

На рис. 11.14 представлены результаты измерений профиля распределения осредненной скорости потока жидкости по сечению канала прямоугольной формы, выполненных оптическим анемометром и трубкой Пито (размеры канала показаны на рисунке). Из рисунка видно, что в центре наблюдается хорошее совпадение результатов измерений обоими методами, расхождение не превышает 0,6 % При приближениии к стенке расхождение данных больше и составляет примерно 5—9 % Дополнительные исследования показали, что эти расхождения обусловлены погрешно- [c.231]

Рассмотрим поток жидкости, текущей вдоль твердой границы. Как указывалось в гл. 8, при достаточно больших числах Рейнольдса можно выделить прилегающую к твердой поверхности зону течения, называемую пограничным слоем, в пределах которой существенно влияние вязкости. Для гладких тел этот слой на начальном участке является ламинарным (гл. 10), и распределение скорости в нем имеет вид и = и у). Если число Рейнольдса Re. превосходит определенное критическое значение R kp, то заторможенное стенкой ламинарное течение становится неустойчивым и возникает турбулентность. Турбулентный пограничный слой описывается с помощью понятия осредненной во времени скорости и = а у). Турбулентность быстро поглощает первоначально ламинарный пограничный слой И распространяется в область свободного потока, более интенсивно вовлекая жидкость из внешнего потока и формируя в результате более толстый пограничный слой. В то же время осредненная скорость вблизи поверхности возрастает, так что получается более заполненный профиль, чем в случае ламинарного течения. Если поверхность тела является шеро- [c.243]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...