Характеристики турбулентного движения

Важнейшими характеристиками турбулентного движения являются пульсационные составляющие скорости, определяемые [c.198]

Здесь рассмотрены лишь методы измерения величин, характеризующих стационарные или слабо меняющиеся процессы. Для измерения нестационарных скоростей, давлений и сил, действующих на тела, находящихся в потоках, а также определения характеристик турбулентного движения используют различные физические методы [11]. [c.496]

Важнейшими характеристиками турбулентного движения являются пульсационные составляющие скорости, определяемые среднеквадратичным отклонением мгновенных скоростей в рассматриваемой точке потока от осредненной скорости [c.179]

Основные характеристики турбулентного движения [c.147]

Укажем некоторые возможные способы осреднения истинных характеристик движения. Пусть А х, у, г, I) — некоторая истинная характеристика турбулентного движения. В любой фиксированной точке пространства можно провести осреднение А по времени t. Тогда среднее значение А будет равно [c.247]

Осреднение течений в каналах 88 — характеристик турбулентного движения 247 [c.564]

Свойства осреднения характеристик турбулентного движения 248 [c.565]

Величина /, имеющая размерность длины, называется путем перемешивания. В этой величине суммируются все неизвестные характеристики турбулентного движения. Уравнение (433) показывает для турбулентного потока типичный квадратичный закон сопротивления. Для практического применения этой формулы нам недостает данных о пути перемешивания, которые в настоящ,ее время можно получить только эмпирическим способом. [c.235]

Приведем некоторые количественные результаты, относящиеся к введенным только что характеристикам турбулентного движения. Начнем со свободной турбулентности. Картина убывания интенсивности турбулентности наблюдается в струе, окруженной спутным потоком (рис. 249). Приводятся кривые ) распределения в сечениях, [c.630]

В [Л. 68, 249— 251] описаны измерения характеристик турбулентного движения, подтверждающие эти допущения. [c.344]

Мы показали, что некоторые задачи движения многокомпонентных газовых смесей в атмосфере, для которых важны процессы конвективного и диффузионного переноса турбулентности, могут быть решены с помощью моделей второго порядка замыкания, когда к рассмотрению привлекаются эволюционные уравнения переноса для вторых корреляционных моментов и ряд механизмов, ответственных за генерацию этих моментов, учитывается достаточно точно. Система модельных уравнений для корреляций <Л"В >, получаемая из общего эволюционного уравнения (4.1.9) для одноточечных парных моментов, не замкнута и должна быть дополнена одним или несколькими дифференциальными уравнениями для статистических характеристик турбулентного движения, в известной мере эквивалентных пространственному масштабу турбулентности Ь. При таком подходе в этих последние уравнения необходимо вводить дополнительные модельные выражения для некоторых членов высокого порядка. Используемые для этих целей аппроксимационные выражения, в виде градиентных соотношений с некоторыми универсальными (для данного класса задач) константами пропорциональности, часто не имеют достаточной точности. Это приводит, в конечном счете, к тому, что соответствующие модели второго порядка, несмотря на свою математическую сложность, оказываются не лучше более простых моделей первого порядка, рассмотренных в 3.3. [c.209]

Для характеристики турбулентного движения необходимы, кроме распределения пульсаций скорости, также другие данные. Количественное представление о пространственной структуре можно получить посредством одновременного наблюдения пульсаций скорости в двух соседних точках 1 и2 [c.511]

Приведем некоторые количественные результаты, относящиеся к введенным только что характеристикам турбулентного движения. Начнем со свободной турбулентности. Картина убывания интенсивности турбулентности наблюдается в струе, окруженной спутным потоком (рис. 270). Приводятся кривые ) распределения в сечениях, нормальных к потоку и находящихся на различных относительных расстояниях х 0 от среза сопла. Скорость на выходе из сопла 10,2 м/сек, скорость спутного [c.788]

Важной характеристикой турбулентного движения является величина энергии в, переходящая в тепло за счет вязкости в единицу времени в единице массы жидкости. Эта величина равна (см. [13]) [c.69]

Возвращаясь теперь к историческому изложению основных этапов развития теории турбулентности, упомянем прежде всего интересную работу Джеффри Тэйлора (1921) о турбулентной диффузии, в которой впервые выявилась важная роль корреляционных функций (т. е. смешанных вторых моментов) поля скорости (правда, не для обычной эйлеровой скорости течения в фиксированной точке, а для более сложной лагранжевой скорости фиксированной жидкой частицы). Однако в общем виде идея о том, что корреляционные функции и другие статистические моменты гидродинамических полей должны быть признаны основными характеристиками турбулентного движения, была впервые высказана Л. В. Келлером и А. А. Фридманом (1924), предложившими общий метод построения (с помощью уравнений движения реальной жидкости) дифференциальных уравнений для моментов произвольного порядка гидродинамических полей турбулентных течений. Определение всех таких моментов при некоторых общих предположениях эквивалентно определению соответствующего распределения вероятности в функциональном пространстве P(d o) или Pt d(u), т. е. решению, проблемы турбулентности. Поэтому полная бесконечная система уравнений Фридмана — Келлера [c.17]

Положим здесь и = и + и П = П + л, где и и П — характеристики турбулентного движения, а и зт — звуковых колебаний. Вследствие малости амплитуд звуковых колебаний уравнения (26.35) можно линеаризовать, пренебрегая в них квадратичными комбинациями акустических характеристик. Линеаризованные уравнения принимают вид [c.560]

ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБУЛЕНТНОГО ДВИЖЕНИЯ [c.304]

В условиях турбулентного движения жидкости гидродинамические характеристики жидкой и газовой фаз существенно зависят от концентрации пузырьков газа (т. е. от газосодержания). В случае большого газосодержания пузырьки оказывают сильное влияние друг на друга вследствие коалесценции и дробления, а также из-за изменений условий движения жидкости в окрестности каждого пузырька. Вопросам коалесценции и дробления пузырьков газа, движущихся в жидкости, посвящена четвертая глава. В данном разделе рассмотрим задачу об определении характеристик хаотического движения обеих фаз при условии малого газосодержания. В этом случае будем пренебрегать влиянием пузырьков газа друг на друга и на турбулентные характеристики жидкости, т. е. будем рассматривать задачу о движении одиночного пузырька газа. [c.83]

Наряду с пространственными масштабами турбулентных пульсаций, можно рассматривать также и их временные характеристики — частоты. Нижний конец частотного спектра турбулентного движения лежит при частотах и/1 Верхний же его конец определяется частотами [c.192]

При изучении турбулентных движений приходится рассматривать характеристики, зависящие от состояния движения в двух или в нескольких точках эти характеристики могут зависеть от координат нескольких точек. Например, средние значения произведений проекций скорости в т точках х , х ), М х[, х, х ), х , х ) [c.130]

Величина Тт в выражении (4.41) обусловлена пульса-ционными добавками скорости, поэтому для ее определения нужно найти зависимость пульсационных добавок от осредненных характеристик потока. Эта зависимость весьма сложна и не до конца изучена. Вследствие случайного характера турбулентного движения естественнее всего при его изучении применять статистические методы именно на этом и основаны так называемые статистические теории турбулентности. Однако, несмотря на значительные успехи в разработке этих теорий, до сего времени с их помощью не удалось получить результатов, которые можно было бы использовать в инженерной практике при решении задач о распределении скоростей по сечению или о потерях энергии при турбулентном движении в трубах. [c.179]

Приведенные данные о коэффициентах местных сопротивлений относятся к турбулентному движению с большими числами Рейнольдса, когда влияние вязкости проявляет себя незначительно. При движении жидкости с малыми числами Рейнольдса коэффициенты местных сопротивлений зависят не только от геометрических характеристик каждого местного сопротивления, ио и от числа Рейнольдса подходящего потока. [c.217]

Характеристикой соотношения переноса количества движения и количества тепла при турбулентном движении жидкости является турбулентное число Прандтля. Оно является сложной н еще мало изученной величиной и появляется из следующих представлений о турбулентном движении. [c.280]

В пограничном слое, так же как и при течении в трубе, режимы движения жидкостей или газов могут быть как ламинарными, так и турбулентными. При разных режимах течения основные характеристики движения жидкости и законы, управляющие ламинарным или осредненным турбулентным движением в пограничном слое, получаются резко отличающимися друг от друга. Ниже мы рассмотрим теорию ламинарного пограничного слоя. [c.254]

Теоретическое исследование и расчет турбулентного пограничного слоя, так же как и расчет турбулентных движений жидкостей в трубах, основаны на эмпирических данных о законах распределения средних скоростей и других характеристик и на специальных интегральных соотношениях, устанавливаемых с помощью различных законов сохранения. [c.265]

Как уже было указано, необходимо было также решить вопрос о расчете теплообмена при движении в различных каналах жидкого алюминия. С этой целью на установке изучался теплообмен при турбулентном движении алюминия в трубах. Теплообмен исследовался на экспериментальном участке < , представляющем собой графитовую трубу, расположенную вертикально (фиг. I). Экспериментальный участок имел следующие геометрические характеристики (табл. 4). [c.78]

Непосредственное изучение пульсационных характеристик турбулентности позволяет более глубоко проникнуть в сущность этого явления. Существуют два способа описания движения сплошной среды — способы Эйлера и Лагранжа [1, 13]. [c.98]

Коэффициент А в этом выражении имеет значение, аналогичное вязкости, и при поперечном турбулентном движении характеризует долю переноса импульса, отнесенную к касательному напряжению. Коэффициент А только численно входит в формулу, он неоднороден с коэффициентом вязкости i. Последний является постоянной характеристикой физических свойств рабочего агента, а А зависит только от условий течения. Непосредственно у стенки А = О, так как там невозможно поперечное движение из-за наличия стенки. Но по мере удаления от стенки А быстро увеличивается и становится намного больше fx, так что в полностью турбулентной зоне х по сравнению с А может быть исчезающе мало. [c.234]

Для характеристики турбулентного движения необходимо знать величину пульсадиоы-ной скорости и длину пути смешения турбулентных пульсаций. [c.661]

Совсем иначе обстоит дело с проблемами гидродинамической и плазменной турбулентности. Во-первых, теория турбулентности, казалось бы, должна полностью основываться на классических макроскопических уравнениях уравнениях Навье — Стокса, газодинамики, уравнениях магнитной гидродинамики, плазмы и других, однако вывести основные характеристики турбулентного движения из макроскопических уравнений пока не представляется возможным и приходится прибегать к дополнительным соображениям. Теория турбулентности необычайно разрослась, но путь ее тернист и труден. Она вынуждена прибегать к полуэмпирическим и весьма сомнительным соображениям и до сих пор не может разобраться даже в простейших типах течений, довольствуясь весьма скудными теоретическими результатами о потере устойчивости и численными расчетами, не подкрепленнымн хорошей теорией. Такое неудовлетворительное положение сложилось не только потому, что механика жидкостей и газов и ее уравнения оказались очень сложными, а число степеней свободы удручающе велико, но и потому, что было совершенно пе ясно, в каком направлении надлежит двигаться, как, хотя бы в принципе, может быть построена такая теория. [c.90]

Идея о том, что теоретико-вероятностные моменты гидродинамических полей (1.1) должны быть признаны основными характеристиками турбулентного движения, т. е. фактически формулировка проблемы турбулент-вости в терминах моментов, была высказана впервые советскими учеными А. А. Фридманом и Л. В. Келлером. В их совместном докладе на Первом междунардном конгрессе по прикладной механике в Делфте (Л. В. Келлер и А. А. Фридман, 1924 см. также более подробное изложение в статье Л. В. Келлера, 1925) была предложена обширная программа объединения статистических и динамических методов исследования турбулентных течений, опирающегося на рассмотрение динамических эволюцяошных) уравнений для моментов (1.1). Эти динамические уравнения получаются, если составить производную по времени от момента (1.1) и подставить в нее выражения для производных по времени от отдельных гидродинамических величин, вытекающие из уравнений гидромеханики. Фридман и Келлер ограничились лишь уравнениями для вторых двухточечных моментов В и (Mi, М2), но при этом они рассмотрели сразу общий случай сжимаемой жидкости. В частном же случае вязкой несжимаемой жидкости динамические уравнения для и-точечного момента п-го порядка поля скорости ( 1 -7 М ) = Б . . . (Xi, 1,. . Хп, i ) (где теперь уже индексы /й пробегают лишь три значения 1,2 и 3, отвечающих трем компонентам скорости) при различных точках х , Хп ш различных моментах времени 1,. . ., имеют вид [c.464]

Десятая глава посвящена турбулентному движению с потенциальным ядром в плоских диффузорах и диффузорах прямоугольного поперечного сечения. Показано, как нужно модифицировать формулу Клаузера для этого случая. Отмечаются особенности решения уравнений пограничного слоя для движения с потенциальным ядром. Показано, как можно рассчитать координату отрывного сечения и некоторые характеристики в области отрыва. Приведены зависимости для учета влияния степени турбулентности турбулентного ядра. Для диффузоров прямоугольного сечения выводятся уравнения движения и дается их решение. [c.9]

В свою очередь обе области делятся еще на две подобласти собственно турбулентных движений (внутренняя и внешняя) и нетурбулентные внутри — ламинарный подслой и вне — над-слой перемежаемости. В табл. XIII.2 приведены характеристики областей турбулентного пограничного слоя. По структуре слой можно разделить на три области собственно турбулентное ядро (внутреннее и внешнее) подслой и надслой. Никаких резких границ между областями не существует. [c.327]

При турбулентном движении жидкости скорость, давление и другие величины в каждой точке потока претерпевают нерегулярные пульсирующие изменения около некоторых средних значений. Поэтому для исследования турбулентных потоков возможно целесообразно использовать понятия теории вероятности в этом случае мгновенные значения механических характеристик рассматриваются как случайные величины,, а средние значения определяются как математические ожидания ). Чаще, однако, средние значения определяются как обычные средние по времени. Промежутки времени, за которые производится осреднение, должны быть достаточно большими по сравнению со временем отдельных пульсаций и должны быть малыми по сравнению со временем заметного изменения средних величин, если осреднённое движение нестационарно ). [c.127]

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]

Необходимо учитывать, что при желании описать то или другое достаточно сложное физическое явление (например, явление турбулентного движения жидкости) приближенной математической зависимостью, устанавливающей связь между различными характеристиками (параметрами) данного явления, часто поступают следующим образом. Сперва создают в своем воображении так называемую неполную модель данного явления (неполную в том смысле, что эта модель не полностью отражает рассматриваемое явление, несколько схематизируя, упрощая его). После этого подвергают анализу с использованием аппарата механики и математики не действительность (которая сложна и поэтому недоступна указанному анализу), а принятую неполную воображаемую модель. Именно, исходя из такой модели, и получают соответствующие расчетные зависимости и формулы. Само собой разумеется, что эти зависимости могут считаться приемлемыми только после экспериментальной их проверки (и часто после введения в них соответствующих поправочных коэффищ1ентов, учитывающих отличие принятой модели от действительности). Различные авторы при исследовании определенного явления могут принимать различные модели и получать при этом разные результаты. Само собой разумеется, что удачной моделью будет та, которая приведет нас к результатам, достаточно хорошо согласующимся с опытными данными. Иногда мы можем столкнуться с [c.151]

Для замыкания системы уравнений, характеризующих течение, тепло- и массообмен при турбулентном движении закрученного потока, необходимы соотношения, связывающие осред-ненные и пульсационные характеристики процесса. Эти соотношения могут быть найдены на основе гипотез полуэмпирическо-го характера. [c.23]

Полученное выражение (437) позволяет рассчитать в первом приближении профиль амплитуды колебания скорости по сечению канала, при условии, что турбулентная вязкость известна. Для малоамплитудных колебаний, когда влияние колебаний не сказывается на осредненное движение (турбулентные характеристики потока), значение турбулентной вязкости может быть определено в первом приближении по параметрам осредненного движения, например, согласно модели Прандтля. В случае сравнительно больших значений амплитуд колебания скорости можно предложить следующую нелинейную модель влияния колебаний на структуру турбулентного движения. Для этой цели обобш,им модель Прандтля на случай высокочастотных колебаний, полагая, что колебания скорости потока приводят к изменению вязкого слоя, что, в свою очередь, вызывает изменение турбулентной вязкости потока. [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...