ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Турбулентность из "Массопередача" Ср — удельная теплоемкость, эрг/(г-°С). [c.117] Е — коэффициент турбулентной диффузии или коэффициент рассеяния, см%. [c.117] Ец — коэффициент продольного перемешивания (в направлении потока). [c.117] Ес — коэффициент конвективного осевого рассеяния, вызванного градиентом скорости в радиальном направлении, см с. [c.117] Ер — коэффициент турбулентной диффузии для переноса массы, см /с. [c.117] Ен — коэффициент турбулентной диффузии для переноса тепла, см с. [c.117] Т — температура, °С полное время, равное p t, с. [c.118] Те — эйлеров масштаб турбулентности, см. [c.118] — касательное напряжение на стенке, г/см . [c.118] Турбулентность характеризуется быстрыми и совершенно нерегулярными пульсациями скорости относительно осредненного по времени значения скорости в точке. Эти пульсации нельзя наблюдать с помощью обычных устройств, таких, как трубка Пито, но их можно измерить термоанемометром с нитями, которые настолько малы и обладают столь низкой теплопроводностью, что температура нити или тепловой поток от нее может следовать за быстрыми пульсациями скорости. Запись этих пульсаций во времени представляет спектр турбулентности . Пусть, например, средняя скорость потока воздуха в некоторой точке составляет 500 см/с. Если течение высоко турбулентное, то скорости, измеренные через интервалы в несколько миллисекунд, могут быть следующими 490, 527, 504, 518, 469, 510, 472, 548. см/с. Пульсации скорости нерегулярны и случайны. [c.119] Жидкие слои, движущиеся относительно друг друга, вызывают касательное напряжение в плоскости, параллельной направлению течения и перпендикулярной градиенту скорости. В ламинарном потоке взаимодействие движущихся слоев и результирующий сдвиг являются следствием молекулярного движения. Вязкость, которая есть свойство ньютоновской жидкости, представляет собой отношение касательного напряжения к градиенту скорости в ламинарном потоке. При более высоких скоростях движения и скоростях деформации сдвига течение становится турбулентным с плохо поддающимися определению вихрями многих размеров, вращающимися и смешивающимися друг с другом. В круглых трубах критическое число Рейнольдса составляет примерно 2100. Быстро движущийся вихрь может попасть в соседнюю, медленно движущуюся область потока и перемещаться с ней, перенося туда импульс подобно тому, как это происходит при молекулярном переносе импульса из одного слоя в другой, когда течение ламинарное. Природа движения вихрей крайне нерегулярна и трудна для понимания переплетение и смешение нитевидных образований жидкости, движущихся с изменяющимися скоростями, должны быть включены в концепцию вихрей. Весьма приближенная картина, характеризующая природу движения вихрей в турбулентном потоке со сдвигом, может быть получена при наблюдении за дымом, выходящим из трубы при горизонтальном направлении ветра. [c.119] Последний есть мера протяженности больших вихрей в некоторой точке пространства. Коэффициент корреляции Не может быть определен по любому направлению в пространстве, не обязательно на линии, перпендикулярной направлению осредненного течения. [c.121] Подобное выражение, записанное на основе у и V, определяет соответствующий масштаб для направления вдоль координаты у. График зависимости от At оказывается очень похожим на кривую зависимости Яе от Ау (см. рис. 4.1) стремится к нулю при значении А о, которое можно подставить в качестве верхнего предела в интеграл уравнения (4.4). Как будет показано несколько ниже, Яь можно найти из измерений переноса тепла и массы в турбулентном потоке. [c.122] Турбулентный поток называют гомогенным, если его статистические характеристики не изменяются в пространстве, изотропным, если эти характеристики инвариантны относительно направления в пространстве, и стационарным, если они не зависят от времени. При турбулентном течении в трубе касательное напряжение возрастает с увеличением расстояния от оси трубы, и турбулентность подавляется в области вблизи стенки такое течение не является ни гомогенным, ни изотропным, но оно может быть стационарным. [c.122] Корреляционные коэффициенты Яц и Яь и соответствующие масштабы Те и Т1 представляют особый интерес при описании турбулентной диффузии. Было введено много других характеристик турбулентности, включая и такие, которые содержали пульсации температуры или концентрации, а не скорости. Однако полное статистическое описание турбулентности требует значительно больше информации, чем та, что включают введенные выше понятия, даже если поток гомогенный, изотропный и стационарный. Вследствие этого часто необходимо обращаться к значительно более простым моделям. [c.122] Вернуться к основной статье