Стационарная турбулентность

В случае однородной стационарной турбулентности можно счи- [c.108]

Иначе дело обстоит с временными усреднениями. Для них также возникает требование малости всех производных плотности по времени, начиная с первой. Оно, однако, обычно точно или, во всяком случае, с большой точностью выполняется, так как почти во всех практически важных случаях имеют место стационарные турбулентные течения , в которых усредненные величины плотностей, скоростей, давлений и т. д. не зависят от времени и, следовательно, производные по времени равны нулю. [c.84]

Таким образом, временные усреднения безусловно пригодны для стационарных турбулентных течений сжимаемых жидкостей, т. е. в газодинамике. Именно только к таким течениям мы и будем их применять в дальнейшем. Здесь уместно отметить, что и Рейнольдс пользовался для турбулентных потоков несжимаемых жидкостей только временными усреднениями. [c.84]

Усредним сначала уравнение непрерывности. Учитывая независимость от времени усредненных величин (стационарность турбулентного течения), получим при помощи (20,1) [c.85]

Соберем теперь в единую систему все уравнения газодинамики стационарных турбулентных потоков (20,3), (20,4), [c.88]

В случае плоской трубы (щель между двумя параллельными стенками) уравнения газодинамики (21,1) для стационарного турбулентного потока запишутся в виде [c.105]

Выше было уже указано, что уравнения для стационарных турбулентных потоков с усредненными величинами аналогичны по форме точным уравнениям. Поэтому в конкретной задаче стационарного осесимметричного турбулентного течения в основу рассмотрения можно положить уравнения газодинамики (10,8) и (10,9) в цилиндрической системе координат (6,23), ось 2 которой направлена по оси канала (рис. 5). [c.133]

Для полностью развитого турбулентного потока в секциях можно считать, что турбулентный коэффициент диффузии определяется средней скоростью диссипации энергии (е ) в единице массы жидкости. Если принять, что положение Колмогорова о локальной изотропности применимо к стационарному турбулентному полю в жидкости, то коэффициент турбулентной диффузии отражает суммарный эффект всех вихрей с масштабом меньше Поэтому коэффициент турбулентной диффузии Ех представляет [103] [c.163]

При стационарном турбулентном режиме течения жидкости, несмотря на то что касательные напряжения существенно непостоянны по высоте канала, можно принять, что профиль скоростей близок к универсальному (см. уравнения (2.2.6.7), (2.2.6.8) и (2.2.6.11)). Это возможно потому, что при турбулентном течении существенное изменение скорости происходит лишь в тонких пристенных слоях жидкости, в которых касательные напряжения практически постоянны. [c.75]

В качестве примера рассмотрим однородную стационарную турбулентность, предполагая, что имеется сила, работа которой компенсирует диссипацию энергии. Тогда из (4.27) получим [c.163]

В случае стационарной турбулентности при То = оо уравнение (3.21) преобразуется в обыкновенное дифференциальное уравнение второго порядка. В результате его решения можно сделать вывод о том, что при большом времени диффузии коэффициенты диффузии твердых и жидких частиц одинаковы. [c.80]

Данквертс рассмотрел также более сложную модель, в которой приведенная пленка состоит из двух зон. В первой, обновляющейся, массопередача осуществляется путем нестационарной молекулярной диффузии, во второй — путем стационарной турбулентной диффузии. [c.61]

Посредством вибраций можно улучшить структуру порошковых теплоизоляционных материалов и засыпать их в самые труднодоступные места аппаратов. Пульсациями жидкости интенсифицируется теплообмен и массо-обмен и осуществляется как образование, так и разделение газожидкостных смесей. В лабораторных условиях посредством вибраций достигалось значительное улучшение работы ректификационных колонн. Известно о выгодах ведения физических и химических технологических процессов в нестационарном, пульсирующем режиме. Колебания жидкости сопровождаются своеобразными явлениями. Так, при колебаниях тел в жидкости возникают не только колебательные, но и стационарные потоки. Именно последние потоки главным образом и интенсифицируют теплообмен. При колебаниях жидкости по трубам ламинарная форма движения оказывается значительно более устойчивой, чем при стационарном течении. В то же время сопротивление ламинарным колебаниям и теплопередача могут быть большими, чем при стационарном турбулентном течении. Некоторые особенности пульсирующих потоков следует учитывать при проектировании холодильно-газовых и иных машин. [c.363]

Рассмотрим случай стационарного турбулентного потока. Стационарность означает, что энергия, вводимая в поток за единицу времени, в точности равна энергии, превращающейся в тепло за счет действия вязкости, а д,Е к) = О для любого значения волнового числа (для любого масштаба). Следовательно, [c.11]

С точки зрения динамики инерционных интервалов (5.14) и (5.15) более интересны эксперименты по моделированию стационарной турбулентности. Для получения стационарных режимов необходимо обеспечить подвод энергии. В двумерной турбулентности интересны динамические процессы по обе стороны от масштабов возбуждения, поэтому сила / записывается в пространстве Фурье таким образом, что она поддерживает на заданном уровне энергию гармоник с заданным модулем волнового числа [c.54]

Турбулентное течение жидкости в трубе. Чтобы полу-[ить усредненное уравнение стационарного турбулентно- [c.87]

Рассмотрим теперь применение к стационарному турбулентному движению несжимаемой жидкости уравнений Навье — Стокса. Запишем уравнение неразрывности (И, 51) [c.134]

Эти напряжения называют также напряжениями Рейнольдса или кажущимися напряжениями. Из уравнений (И. 46), (11. 19) и (И. 21) определяются полные напряжения для стационарного турбулентного движения несжимаемой жидкости [c.137]

Модели процессов в трубопроводе и истекающей струе конденсата. Задача о нахождении расхода жидкости из отверстия трубопровода может быть сформулирована следующим образом. До разрыва трубопровода при С < О в трубе происходит стационарное турбулентное течение жидкости под действием постоянного вдоль трубы перепада давления А р. [c.28]

Стационарные открытые пламена. Экспериментальная техника, необходимая для получения стационарного турбулентного пламени в открытой горелке, по существу, является той же, что и при изучении ламинарных пламен (см. рис. 1 из главы 5), за исключением того, что в данном случае должны быть приняты какие-то меры, обеспечивающие возникновение турбулентности в набегающем потоке. Дамкеллер [-] и другие [12-19] дри исследовании турбулентного горения применяли горелку, имеющую достаточно длинную трубу, и использовали достаточно высокие скорости потока, чтобы получить в трубе течение с полностью развитой турбулентностью. Преимущество этого метода состоит в том, что в данном случае характер турбулентности в набегающем потоке сравнительно хорошо известен, недостаток — в том, что как масштаб, так и интенсивность турбулентности здесь меняются с изменением расстояния от оси трубы. Чтобы избавиться от этого недостатка, Райт [2 ] и другие [16,21-28] использовали горелку с более короткой трубой, внутри которой для создания турбулентности помещался экран или перфорированная пластина (в некоторых случаях они помещались в потоке перед входом в сужающуюся часть трубы). Хотя вблизи экрана турбулентность является анизотропной и ее свойства трудно описать, на достаточно большом расстоянии вниз по потоку турбулентность становится почти изотропной, с хорошо известными свойствами [2 ]. Недостаток этого метода состоит в том, что в изотропной области интенсивность турбулентности всегда очень мала, и наличие турбулентности приводит к небольшим изменениям скорости горения, так что исследование интересных эффектов, связанных с интенсивной турбулентностью, оказывается невозможным. [c.228]

Рис. 12.2.6. Стационарный турбулентный восходящий факел подкрашенной жидкости. (С разрешения автора работы [41]. 1956, The Royal So iety.)

Рис. 12.2.7. Картина линии меченых частиц в пусковом факеле, возникающем при истечении раствора соли в пресную воду и состоящем из купола (напоминающего термик) и стационарного турбулентного факела за ним. (С разрешения автора работы [61]. 1962, ambridge University Press.)

В этом случае (р = onst, Т — onst) для стационарных турбулентных течений система (21,1), если пренебречь полем силы тяжести и ограничиться областью развитого турбулентного течения, дает [c.95]

В сферической бомбе создается стационарный турбулентный режим при помощи вращающихся от электромоторов четырех крыльчаток I и 2 на рис. 219). Как показывают измерения, проведенные при помощи электротермоанемометра и аппаратуры, описанной в 18 (за исключением той ее части, которая была предназначена специально для приведения в условиях переменных давлений и температур в цилиндре двигателя), в выделенной для наблюдения части заряда создается поле с одно одной изотропной турбулентностью, при полном отсутствии направленных, в том числе и вихревых, потоков. Здесь поэтому утрачивает смысл понятие об относительной интенсивности турбулентности, и можно говорить лишь об абсолютной ее интенсивности, возрастающей с числом оборотов крыльчаток и одинаковой, при данном напряжении на зажимах электромоторов, для газов с различным молекулярным весом (азот, гелий, водород). Это само по себе является подтверждением того, что здесь движение заряда целиком сводится к турбулентным пульсациям скорости. [c.290]

Вне этого тонкого слоя образуется ядро течения или столбчатое перемещение жидкости с постоянной повсюду скоростью Ох —Хт З созт (рис. 15, линии 4 и 7). По притупленному профилю скоро-сти и повышенному вязкому сопротивлению, зависящему как от вязкости, так и от плотности жидкости, ламинарные, продольно колеблющиеся потоки вязкой жидкости несколько схожи со стационарными турбулентными потоками. Однако лишь этим и ограничивается сходство между ними. Дело в том, что ламинарные потоки, так же как и турбулентные, могут обладать весьма разнообразными свойствами, причем сопротивление ламинарному движению жидкости может быть и непропорциональным скорости потока или его частоте. [c.65]

Если же движение жидкости при колебаниях трубытурбулентное и если пользоваться обычным значением силы сопротивления при стационарном турбулентном обтекании труб [24] [c.85]

Данквертс рассмотрел также и более сложную модель, состоящую из двух зон. В первой, обновляющейся, массопередача осуществляется путем нестационарной молекулярной диффузии, а во второй — путем стационарной турбулентной диффузии. Формула аддитивности сопротивлений по Данк-вертсу аналогично уравнению (26) имеет следующий вид [c.17]

Одно пз обстоятельств, связанных с приведенными выше рассуждениями, требует более подробного объяснения. Отклонение частиц под действием турбулентной диффузии происходит с одинаковой вероятностью как в положительном, так и в отрицательном напрапле-пиях. В противоположность этому стационарное турбулентное пламя движется с постоянной скоростью относительно газа, благодаря чему средняя ширина факела пламени такн е остается постоянной. Причина этого объясняется на рис. 76. На этом рисунке для последовательных непродолжительных интервалов времени (в течение которых турбулентное движение преднолагается отсутствующим) показаны положения, которые занимал бы фронт пламени при нормальном распространении, начиная от произвольного волнистого фронта пламени, возмущенного, по предположению, турбулентными пульсациями. В тех зонах пламени, которые сдвигаются назад, к сгоревшему газу, фронт пламени наклоняется к среднему направлению распространения пламени, а отдельные участки этого фронта вскоре пересекаются друг с другом, что приводит к появлению острых краев на задней стороне пламени. В зонах пламени, которые сносятся вперед под действием турбулентного движения, пламя становится приблизительно перпендикулярным к среднему направлению раснространения, а затем образуется гладкая, слабо искривленная поверхность. Этот процесс объясняет характерную форму турбулентных пламен, наблюдаемую на всех мгновенных фотографиях пламени. Причина постоянства толщины факела пламени и равномерности скорости расиространения также очевидна. Наклонно ориентированные элементы движутся вперед с увеличенной скоростью и тем самым не только компенсируют иффузию в обратном направлении, но и достигают в средпем той же скорости. [c.288]

Эргодическая теоремц справедливая для стационарной турбулентности, гарантирует в этом случае идентичность средних по времени и ансамблю. [c.180]

Из рассмотрения полученных выше соотношений можно сделать следущие выводы о зависимости протяженности зоны горения стационарного турбулентного факела на срезе трубы. Протяженность зоны горения пртпорциональна масштабу турбулент- [c.168]

Самые крупные пульсации, или вихри, являются анизотропными. Они получают свою энергию непосредственно от осредненного движения и передают ее последовательно все более и более мелким возмущениям. Энергия самых мелких вихрей переходит в тепло за счет молекулярной вязкости. В условиях стационарной турбулентности энергия, переходящая в тепло от самых мелких вихрей, должна быть равна энергии, передаваемой по каскаду частот. Случайный характер дробления вихрей в турбулизированной среде приводит к представлению о том, что турбулентные неоднородности, начиная с некоторого масштаба, можно рассматривать как изотропные. Другими словами, мелкомасштабная турбулентность как бы утрачивает непосредственную связь с крупными анизотропными вихрями, и ее свойства уже не зависят от типапотока. Для мелкомасштабного турбулентного движения приближенно выполняется условие статистического равновесия. Так приходят к понятию локальной изотропии. [c.454]

В-гретьих, в случае непрерывных источников, действующих неограниченно долго с постоянной интенсивностью, можно найти выражение поля стационарных концентраций, решая уравнение стационарной турбулентной диффузии, где предполагается, что [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология