Генерация энергии турбулентности

В [42] развита простейшая теоретическая модель, учитывающая процессы дополнительной диссипации и дополнительной генерации энергии турбулентности в гетерогенных потоках с крупными и мелкими частицами соответственно. Не будем приводить конечного выражения для определения величины энергии турбулентности несущего газа в присутствии частиц, полученного в этой работе, т.к. при его выводе были допущены математические неточности. Однако отметим два полезных качественных вывода относительно подавления и порождения энергии турбулентности в потоках с предельно мелкими тр <С г) и предельно крупными (тр т) частицами. Здесь время т — наименьшее из двух времен времени жизни турбулентного вихря и времени нахождения частицы в вихре. Было выявлено, что диссипация турбулентно сти в случае очень мелких частиц пропорциональна кубу диаметра, а генерация турбулентности пропорциональна квадрату диаметра частиц. [c.118]

Генерация энергии турбулентности крупными частицами. [c.122]

Четвертая глава посвящена рассмотрению движения дисперсной фазы и особенностей межфазных процессов при течении газа с твердыми частицами в каналах (трубах). Описаны результаты экспериментальных исследований потоков газ-твердые частицы в каналах при реализации различных классов гетерогенных течений. Проанализированы данные измерений распределений осредненных и пульсационных скоростей частиц в щироком диапазоне изменения концентрации последних. Особое внимание уделено экспериментальному и теоретическому изучению одной из фундаментальных проблем механики многофазных сред, а именно, проблеме модификации частицами энергии турбулентности несущей фазы. Проанализированы результаты экспериментального исследования, в котором впервые в чистом виде (присутствие частиц не оказывало влияния на профиль осредненной скорости несущей фазы) изучен процесс дополнительной диссипации турбулентности в потоке с относительно малоинерционными частицами. Проведено теоретическое исследование модификации частицами энергии турбулентности. Описана математическая модель, позволяющая определять величины дополнительной генерации и диссипации турбулентно сти в потоках с частицами. Расчеты с использованием модели позволили провести обобщение имеющихся данных по модификации энергии турбулентно сти несущего газа частицами в щироком диапазоне изменения концентрации и инерционности последних. [c.7]

Акустическое излучение при протечке газа (пара) через сужения или места повреждения запорной арматуры обусловлено превращением кинетической энергии струи в энергию упругих колебаний. Генерация звука происходит в области турбулентного движения струи. Для оценок параметров генерируемого звукового поля используется представление турбулентного потока как источника звука, порождаемого некоррелированными вихрями. [c.265]

Рис. 5 15. Схематизированная картина течения на пластине в присутствии цилиндра / — рециркуляционная область, 2 — новый (внутренний) слой, 3 — область полного гидродинамического равновесия, 4 — слой смешения, 5 — линия максимального касательного напряжения 6 — зона максимальной генерации энергии турбулентности, U/U = onst — линии равных скоростей, 6 — толщина пограничного слоя С — параметр неравновесности Клаузера.

Рк— генерация кинетической энергии турбулентности р — давление, Па [c.63]

Расчет турбулентных течений. В табл. 6 дано описание модели турбулентности, называемой йН -моделью. В названии содержатся три переменных, которые играют важную роль энергия турбулентности к, пульсации завихренности 1 , пульсации концентрации ц. Конечно, мы не можем точно описать турбулентность только тремя величинами, но мы надеемся, что приближенное описание возможно. В 1 -модели, как и в других математических моделях такого типа, предполагается, что на значения величин к, ц. ё влияют четыре процесса конвекция, диффузия, генерация и диссипация. Поскольку эти процессы могут быть описаны математически дифференциальными уравнениями, распределение к, я g ъ турбулентной среде можно определить решением дифференциальных уравнений. Ниже будет показано решение такого типа. [c.28]

Уравнение (1.2.19) впервые было получено А.Н. Колмогоровым [11]. Члены, стоящие в левой части уравнения (1.2.19), описывают соответственно изменение во времени и конвективный перенос энергии турбулентности. В правой части первый член характеризует диффузию энергии турбулентности, второй — ее генерацию за счет энергии осредненного движения, третий — диссипацию вследствие вязкости. [c.16]

Опишем физический смысл членов, входящих в (1.2.26). Первое и второе слагаемые левой части характеризуют соответственно изменение во времени и конвективный перенос диссипации энергии турбулентности. Первый и второй члены правой части характеризуют турбулентную и молекулярную диффузию диссипации турбулентной энергии. Третий член представляет собой генерацию диссипации. Четвертый и пятый члены характеризуют уменьшение диссипации под влиянием вязкости и под действием турбулентных деформаций. Шестым членом также как и четвертым обычно пренебрегают. [c.18]

Необходимо отметить, что описанная в книге модель дополнительной генерации и диссипации энергии турбулентности газового потока частицами с некоторыми модификациями может быть использована для расчетов и проектирования различного рода турбулизаторов и успокоительных решеток, широко применяемых в энергетике, авиационной и космической технике. [c.172]

Исследование масштабов турбулентности, т. е. характерных размеров турбулентных вихрей, сохраняющих свою индивидуальность на расстояниях значительной протяженности, необходимо для учета пространственно-временных факторов, определяющих в значительной степени взвешивание, сальтацию и диффузию частиц, а также генерацию и диссипацию энергии турбулентности. [c.52]

Теперь вычислим дополнительную генерацию турбулентной энергии в объеме ячейки, приходящейся на одну частицу. Полагая распределение (4.3.17) справедливым вплоть до поверхности частицы, получаем [c.123]

Член в левой части уравнения (4.3.21) обозначает изменение во времени и конвективный перенос турбулентной энергии. Члены в правой части описывают соответственно диффузионный перенос за счет пульсаций скорости и давления, порождение турбулентно сти из осредненного движения, вязкую диссипацию турбулентной энергии и дополнительные генерацию и диссипацию, обусловленные присутствием частиц в потоке. В рассматриваемом случае стационарного гидродинамически развитого течения [c.124]

В двумерных турбулентных течениях может иметь место обратный эффект передачи энергии от малых масштабов к большим, называемый отрицательной вязкостью [92]. В целом, для реального трехмерного турбулентного течения характерны три типа энергетических явлений генерация крупномасштабных вихрей, черпающих энергию от усредненного течения инерционное дробление этих вихрей на более мелкомасштабные и каскадная передача энергии без заметной убыли вниз по спектру вязкая диссипация энергии в самых мелких микромасштабных движениях. Параметры мелкомасштабного движения характеризуются числом Рей- [c.186]

Это уравнение описывает баланс следугои1их пяти процессов генерации энергии турбулентности, ее вязкой диффузии, турбулентной диффузии и диффузии под влияние,и пульсаций давлеиия и ее диссипации, В первом приближении можно считать, что производство уравновешивается диссипацией всюду, за исключением центральной области трубы, где турбулентность поддерживается диффузией энергии турбулентных пульсаций. По мере приближения к пристсночиому слою начинается быстрое изменение всех слагаемых. Диффузионные слагаемые изменяют знак. В пристеночном слое оба турбулентных диффузионных слагаемых велики, ио противоположны по знаку, поэтому в балансе энергии нх суммарный вклад почти не проявляется. [c.124]

Где П представляет собой скорость генерации энергии турбулентности рейнольдсовыми напряжениями. Смысл соотношений (11.7.26) состоит в том, что скорость генерации энергии турбулентности приравнивается скорости ее диссйпации. Это равенство выполняется р случае установившихся, однородных, чисто сдвиговых течений. Однако баланс между производством и диссипацией энергии не соблюдается для большинства других сдвиговых течений, хотя эти характеристики турбулентности являются величинами одного порядка. [c.76]

Более точные модели осесимметричного турбулентного диффузионного пламени. При условии использования численных методов анализа, например программы GENMIX (Сполдинг, 1978), М0Ж1Н0 учесть следующие факторы изменения плотности плавучесть генерацию, диссипацию, конвекцию, и диффузию энергии турбулентности, масштаб нурбулентности и пульсации концентрации радиационные тепловые потери. Это не означает, что дополнительные уточнения приведут к полному согласованию теории [c.138]

Генерация Турбулентная диффу- Диффузия под влия-зия энергии турбу- иием пульсаций дав-лет иости ленни [c.124]

В работе [119] измерены значения средней температуры I и пульсаций температуры ртути в турбулентном пограничном слое около изотермической стенки камеры. При движении вниз по потоку значения сначала возрастают, а затем уменьшаются. Распределепие поперек пограничного слоя тнмеет пологий максимум около поверхности. Спектр этих пульсаций температуры во внешней части пограничного слоя включает область, со-ютветствующую слабой конвекций. В ней спектральная плот- ность энергии, согласно теории Корсина [28], уменьшается с волновым числом Я как Аналогичная область спектра для течения вблизи поверхности не так четко выражена. Однако все. полученные спектры имеют важную область с показателем степени —3, где энергия пульсаций изменяется пропорционально Она соответствует предсказанной в работах [101, 142] об- ласти действия выталкивающих сил, где на каскадный перенос энергии в инерционном диапазоне оказывает влияние генерация турбулентности за счет выталкивающих сил. [c.58]

Указанные выводы позволили подтвердить модель разупорядоченности . Атом отдачи, возникший в результате реакции п, у), покинув свое место, быстро теряет кинетическую энергию и затормаживается в почти совершенной решетке вблизи исходной точки. Если лри этом создаются благоприятные условия для генерации фокусона, то возможно сохранение первоначального материнского соединения. В зоне реакции нет процессов плавления и турбулентного перемешивания атомов. Детали распределения атомов отдачи по химическим формам после растворения зависят от локальных искажений электронной структуры, создаваемых атомами отдачи, что и предопределяет часто наблюдаемый сложный спектр продуктов реакции. [c.245]

В работах [42, 51, 52] на основе полуэмпирических соображений в уравнение баланса турбулентной энергии несущей сплошной фазы вводятся дополнительные члены, обусловленные генерацией турбулентных флуктуаций скорости при больших числах Рейнольдса обтекания частиц. В [40] выполнена оценка турбулизации течения крупными частицами на основе прямого использования автомодельного решения для дальнего осесимметричного турбулентного следа [53]. Естественно, такой подход справедлив только при очень малой объемной концентрации дисперсной фазы, когда отсутствует интерференция следов за отдельными частицами. В настоящей работе решение для автомодельного турбулентного следа привлекается не для прямого расчета турбулентных характеристик несущего потока, а для определения дополнительной генерации турбулентности в уравнении баланса пульсационной энергии. Такая интерпретация автомодельного решения для дальнего следа (т. е. использование решения в локальном, а не в интегральном смысле) делает предлагаемую модель применимой для различных двухфазных турбулентных течений и позволяет надеяться на ее справедливость не только при малых, но и при умеренных объемных концентрациях частиц. [c.122]

Длительное время без достаточных оснований считалось, что аг = 1. При этом механизмы турбулентного переноса импульса и любой пассивной скалярной субстанции оказывались идентичными (аналогия Рейнольдса). Согласно современным представлениям, если аналогию Рейнольдса и можно использовать для приближенных оценок переноса в некоторых реальных течениях, то область ее применимости сильно ограничена. По существу, это лишь расчет теплообмена при безградиентном обтекании воздухом плоской пластины. Турбулентное число Прандтля, как и определяющие его величины щ и является функционалом от физических, геометрических и кинематических свойств турбулентного потока. Турбулентные образования порождаются, развиваются и диссипируют в движущейся жидкости. Области порождения и диссипации пространственно разнесены. В каждой конкретной точке, вообще говоря, нет баланса между генерацией и диссипацией турбулентной энергии, а состояние турбулентности обусловлено предысторией проходящих через точку турбулентных образований, а также влиянием граничных условий. Так, близость теплопроводной стенки подавляет пульсации температуры турбулентной жидкости. Турбулентное число Прандтля, определяемое из решения соответствующих эволюционных уравнений, в общем случае не является постоянным во всех точках турбулентного потока. Для струйных течений Лаундер [9] рекомендует следующую оценку распределения турбулентного числа Прандтля [c.198]

Вопрос о том, как усиливаюш иеся волны Толлмина — Шлихтинга индуцируют рост энергии на других частотах, может быть ключевым для понимания проблемы перехода при повышенной степени турбулентности набегающего потока. Профили пульсаций на рис. 5.31 показываю г, что рост энергии может быть связан с генерацией новых волн Толлмина — Шлихтинга на этих частотах. Интересно, что этот процесс происходит при небольших амплитудах возбуждения (меньших 0.2 % от и ), где кривая нарастания возбуждаемой волны ведет себя линейно, испытывая экспоненциальный рост. Спектры на рис. 5.30 сродни полученным Гастером [Gaster, 1990], где на контролируемые волны Толлмина — Шлихтинга накладывался широкополосный низкочастотной шум. Как и в рассматриваемом случае, рост амплитуды волны Толлмина — Шлихтинга дал уширение полосы частот и рост коэффициента нарастания возбуждаемой энергии. [c.212]

Горизонтальные стрелки показывают передачу энергии от одних участков спектра к другим, вертикальные стрелки вниз — генерацию турбулентности, вверх — диссипацию энергии в тепло / — крупные вихри, 2 — энергонесущие вихри, 3 — инерционный интервал. 4 — интервал диссипации. [c.41]

Проникание турбулентных пульсаций в область вязкого подслоя может явиться причиной его разрушения. Это подтверждается наблюдениями Е. Карино и Р. Бродки. В непосредственной близости к стенке (z//i-<0,l) вязкая диссипация превышает генерацию турбулентности. Для областей потока, значительно удаленных от стенки z/h > 0,6), там, где градиенты скорости невелики, генерация турбулентности незначительна и диссипация преобладает. Уровень турбулентности в этой области поддерживается за счет поступления пульсационной энергии из нижележащих слоев. [c.67]

Смотреть страницы где упоминается термин Генерация энергии турбулентности: [c.76] [c.76] [c.89] [c.89] [c.55] [c.178] [c.124] [c.192] [c.192] [c.54] [c.81] [c.275] [c.105] [c.172] [c.175] [c.58] [c.19] [c.188] [c.257] [c.109] [c.285] [c.66] [c.66] [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология