Порождение турбулентности

ГЛАВА 8 ПОРОЖДЕНИЕ ТУРБУЛЕНТНОСТИ [c.268]

При более низких волновых числах вдали от стенки, где скорость порождения турбулентности мала, диссипация турбулентной энергии до больших волновых чисел происходит главным образом за счет турбулентных движений жидкости. Можно показать, что в этом случае [20, 22] [c.280]

Лауфер [21] провел исследования течения в гладкой круглой трубе и обнаружил наличие высокой интенсивности пульсации вблизи области ламинарного подслоя. В этой области наблюдается не только интенсивная диссипация, но также и интенсивное порождение турбулентности. Максимальные пульсации. 16 [c.16]

Дальнейшее увеличение критерия Рейнольдса (кривая ЕР) приводит к устранению пузырей отрыва и расширению турбулентной части пограничного слоя коэффициент лобового сопротивления вновь медленно возрастает. Отрывающиеся турбулентные пограничные слои обусловливают появление слоев со сдвигом, которые сами неустойчивы, что приводит к дальнейшему порождению турбулентности в следе. [c.117]

Как показали результаты экспериментальных исследований, присутствие в потоке крупных частиц может приводить к дополнительной генерации (порождению) турбулентно сти несущего газа. Данный механизм никоим образом не учтен при записи уравнения (2.4.2). Запишем уравнение (2.4.16) в следующем виде [c.54]

Математическая модель, описывающая процессы генерации и диссипации турбулентности в потоках с твердыми частицами, предложена в [40. В основе модели лежат положения пионерской работы Г.Н. Абрамовича 44] по влиянию твердых частиц на пульсационную скорость несущего газа. Предложенная модель опирается на модифицированную теорию пути смешения Прандтля и учитывает два основных источника порождения турбулентности в гетерогенных потоках градиент осредненной скорости несущего газа и турбулентные следы за движущимися частицами. Исходная система уравнений включает 1) уравнение сохранения импульса индивидуального турбулентного вихря и частиц, движущихся в нем 2) уравнение движения частицы в пределах турбулентного вихря 3) некоторые соотношения для течения в следе за частицей. В результате аналитического решения полученной системы уравнений получены четыре безразмерных критерия, отвечающих за модификацию турбулентности в гетерогенных потоках [c.117]

Согласно (4.3.16) распределение порождения турбулентной энергии по сечению следа за частицей определяется выражением [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]

Порождение турбулентной энергии в (4.3.21) за счет сдвига осредненной скорости определяется соотношением [c.125]

Здесь сг = (рр — р) /р — относительное превышение плотностью частиц плотности жидкости (рр — плотность частиц). Первые два члена представляют собой соответственно порождение турбулентной энергии за счет работы рейнольдсовых напряжений и скорость вязкой диссипации в тепло на единицу массы жидкости (ср. уравнение (11.9) для однородной жидкости). Новый по сравнению с уравнением (11.9) последний член выражает собой затрату турбулентной энергии на турбулентное взвешивание частиц потоком. Несмотря на малость концентрации частиц в потоке, это слагаемое может иметь существенное значение, поскольку сила тяжести очень велика и ее влияние может компенсировать малость концентрации. При анализе переноса частиц турбулентным потоком воспользуемся полуэмпирической теорией и гипотезами автомодельности [c.201]

Рассмотрим вначале распространение турбулентности, возбуждаемой без образования сдвигового течения на границе г = О бесконечно глубокого горизонтально-однородного слоя жидкости постоянной плотности. Ввиду отсутствия сдвига средней скорости порождение турбулентности средним течением не происходит, так что уравнение баланса турбулентной энергии в области, охваченной турбулентностью, записывается в виде [c.210]

В последние годы большое внимание уделяется исследованию фундаментальных свойств течения в турбулентном пограничном слое, позволяющих по-новому трактовать механизм процессов, протекающих в пограничном слое. Было установлено, что в зоне вязкого подслоя происходят выбросы небольших объемов замедленной жидкости от обтекаемой стенки во внешнюю область пограничного слоя и вторжения ускоренной жидкости из внешней области в пристеночную зону пограничного слоя. Эти явления, связанные с обновлением течения в подслое, имеют непосредственное отношение к порождению турбулентности в пограничном слое и происходят со строгой периодичностью в статистическом смысле. [c.7]

Таким образом, из опытов [1.31] следует вывод, что вторжения ускоренной жидкости в пристеночную область течения играют в процессах обновления подслоя не менее важную роль, чем выбросы замедленной жидкости из пристеночной области во внешнюю часть слоя. Заметим, что в [1.24, 1.25 механизм порождения турбулентности вблизи стенки связывается в основном с выбросами замедленной жидкости. [c.16]

Новые экспериментальные данные указывают на то, что вблизи стенки в турбулентном пограничном слое течение имеет квазиупорядоченный характер. Установлено существование выбросов замедленной жидкости от стенки во внешнюю область течения и вторжений ускоренной жидкости из внешней области в пристеночную зону пограничного слоя. Как показано выше, эти явления, связанные с обновлением течения вблизи стенки, имеют самое непосредственное отношение к порождению турбулентности в пограничном слое и происходят со строгой периодичностью в статистическом смысле. [c.79]

Экспериментальные исследования структуры течения в пристеночной области турбулентного пограничного слоя указывают на существование периодических процессов обновления подслоя. Частота / (или период Т) обновления подслоя регулирует процесс порождения турбулентности в пограничном слое и, следовательно, существенно влияет на интегральные характеристики пограничного слоя (поверхностное трение, тепловой поток). Период Т в среднем равен интервалу времени между двумя последовательными выбросами, фиксируемыми в заданной точке потока. [c.110]

На рис. 2.13 приведены данные по генерации турбулентности при течении в шероховатом русле и в пограничном слое на гладкой поверхности. Можно отметить, что при zjh > 0,2 генерация турбулентности не зависит от характеристики поверхности. Анализ данных показывает, что наибольшее порождение турбулентности происходит в пристенной зоне. В случае гладкой граничной поверхности, по данным Дж. Лауфера [180], максимум генерации находится вблизи внешней границы вязкого подслоя. Это еще раз подтверждает, что неустойчивость вязкого подслоя является причиной, порождающей турбулентность. При течении над шероховатым дном максимум генерации турбулентности близок к вершинам выступов шероховатости. [c.66]

Гидродинамические характеристики вод5шых струй высокого давления. Дпя научно обоснованного выбора технологического режима гидравлического извлечения кокса необходимо располагать надежным методом расчета гидродинамических характеристик водяной струи. Свободную (незатопленную) струю можно рассматривать как узкую область турбулентного движения, характеризующегося значительдю большей скоростью в одном - главном - направлении, чем скорость во всех остальных. В неизотропном турбулентном потоке, каким жляется струя, имеет место как порождение, так и диссипация турбулентности. Из теории неизотропной свободной турбулентности известно, что развитие турбулентного течения вниз по потоку зависит в сильной степени от условий его возникновения. Это подтвер ждено эмпирическим фактором, что пространственные изменения в поперечных направлениях струи намного больше соответствующих изменений вдоль оси струи, в то время как отношение соответствующих скоростей прямо противоположно. Порождение турбулентности в струе происходит из-за градиента осредненной скорости, который зависит от турбулентности в источнике возникновения струи, перенесенной вниз по потоку за счет турбулентной диффузии. Для случая неизотропной турбулентности разработано несколько феноменологических полуэмпирических теорий, из которых наиболее известная - теория пути смешения Прандтля [2023. Однако ни одна теория не объясняет действительного распределения турбулентных пульсаций и физический механизм свободной турбулентности, поскольку они базируются на экспериментальных данных относительно осредненных скоростей. [c.153]

Члены, стоящие в левой части уравнения (1.2.14), описывают соответственно изменение во времени и конвективный перенос турбулентных напряжений. Члены правой части отвечают за диффузионный молекулярный и турбулентный перенос, порождение турбулентных напряжений из осредненного движения, обмен пульсационной энергией между разными компонентами вследствие корреляций пульсаций давления и вязкую диссипацию турбулентной энергии соответственно. Уравнение (1.2.14) для вторых моментов содержит неизвестные тройные корреляции, для которых также могут быть построены уравнения, содержащие в свою очередь уже четвертые моменты. Для того чтобы получить замкнутую систему уравнений, процесс построения уравнений необходимо на каком-то этапе прервать. Обычно это делают посредством введения дополнительных гипотез (моделей) о связи между старщими и младщими моментами [c.14]

В условиях течения сверху вниз в обогреваемых трубах (или снизу вверх — в охлаждаемых) ламинарный режим сохраняется лишь при небольшой степени влияния архимедовых сил, а теплоотдача при этом локально уменьшается (рис. 10.8,1). В противоположность этому, при турбулентном режиме в том же случае теплоотдача монотонно растет (рис. 10.8, II), и при очень больших числах Ог порождение турбулентности определяется, в основном, термогравитационными силами, а не напряжениями сдвига в усредненном течении. [c.276]

Обычно наступление неустойчивости сдвигового течения стратифицированной жидкости связывают, опираясь на результат работы Дж. Майлса [166], с переходом числом Ричардсона значения К[сг = 0,25. В устойчивых потоках Н1>К1сг. Крупно1масштабная стратификация с точки зрения этого критер14я как правило устойчива, Й1>0,25. Однако при учете микроструктуры на графиках К1 (г) обнаруживаются участки с НК0,25, т, е. области неустойчивости. По-видимому, именно в некоторых из этих областей имеет место в момент зондирования порождение турбулентности.1 Это порождение турбулентности связано с внутренними волнами число Ричардсона, очевидно, минимально вблизи гребней и впадин внутренних волн. Кроме того, возможны такие механизмы разрушения внутренних волн и порождения турбулентности, как обрушивание [c.234]

По данным визуальных наблюдений [1.24, 1.25] уменьшение скорости вблизи стенки предшествует выбросам жидкости из области стенки во внешнюю часть слоя. Таким образом, опытные данные [1.33] подтверждают, что наибольшая интенсивность порождения турбулентности приходится именно на те моменты, когда происходят выбросы замедленной жидкости. Весьма существенный вклад в рейнольдсово напряжение приходится также [c.32]

Одним из наиболее важных свойств квазиупорядоченного течения в пристеночной области турбулентного пограничного слоя является периодическое чередование по г удлиненных зон (струек или полосок) замедленной жидкости, при этом среднестатистическое расстояние между этими зонами составляет = Хпг/у 100 [1.24, 1.38]. Как показывают визуальные исследования, процесс обновления подслоя начинается с появления этих струек. Поэтому выяснение причин их образования в большой мере может способствовать пониманию механизма порождения турбулентности в пограничном слое. [c.50]

Смотреть страницы где упоминается термин Порождение турбулентности: [c.90] [c.269] [c.271] [c.271] [c.273] [c.275] [c.277] [c.282] [c.283] [c.633] [c.64] [c.633] [c.64] [c.22] [c.188] [c.198] [c.115] [c.191] [c.196] [c.191] [c.196] [c.14] [c.141] [c.206]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология