Турбулентность. Характеристики турбулентности

Если основные статистические характеристики турбулентности во всех точках исследуемого объема не зависят от направления движения жидкости, турбулентность называется изотропной. В остальных случаях турбулентность будет неизотропной, или анизотропной. [c.176]

ТУРБУЛЕНТНОСТЬ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ Ламинарное и турбулентное движения [c.85]

Непосредственные наблюдения за движением частиц, взвешенных в турбулентном потоке жидкости около стенки, с помощью ультрамикроскопа, ироде- ланные еще в 1932 г. Фейджем и Тайнендом [8], не обнаружили области, свободной от пульсационного движения. В это же время Мэрфри [9], производя расчеты теплоотдачи при больших значениях числа Прандтля, предпринял попытку учесть характеристики турбулентности в пристеночной области, где течение ранее предполагалось чисто ламинарным. Однако дальнейшее развитие теории массопередачн сильно тормозилось отсутствием экспериментальных данных [c.170]

Модели турбулентности второго порядка. С помощью моделей турбулентности первого порядка можно получить информацию только об ограниченных средних характеристиках наиболее простых турбулентных течений, но не о характеристиках турбулентности. Необходимость расчета более сложных течений, а также их пульсационных свойств привели к построению более сложных моделей второго порядка, называемых многопараметрическими или дифференциальными. Эти модели базируются на дифференциальных уравнениях переноса локальных характеристик турбулентности и учитывают пульсационную структуру потока. В качестве локальных характеристик турбулентности в них обычно фигурируют плотность кинетической энергии турбулентных пульсаций [c.194]

Развитие вихревого движения приводит к интенсивному поперечному переносу, к развитию турбулентности и, следовательно, интенсивному перемешиванию в потоке. В то же время для осуществления процессов массопередачи необходимо наличие градиента концентраций вдоль потока от входа до выхода нз аппарата, которые должны непрерывно изменяться. Интенсивное перемешивание в турбулентном потоке вызовет и продольное перемешивание, что снизит продольный градиент концентраций и ухудшит разделение. Чем больше будет коэффициент вихревой диффузии тем больше будет влиять эффект перемешивания. В этом смысле коэффициент служит характеристикой интенсивности перемешивания в диффузионных процессах. [c.197]

Распределения скорости и турбулентных характеристик на выходе из колена существенно отличаются от соответствующих распределений в развитом течении в трубе. В связи с формированием новых развитых профилей в трубе за коленом возникают дополнительные потери. На расстоянии, примерно равном 30 диаметрам, устанавливается развитый градиент давления. Однако слабые вторичные течения существуют и вполне наблюдаемы на расстояниях от колена, равных 50—100 диаметрам. В некоторых случаях потери давления почти целиком бывают обусловлены процессом формирования развитого течения в трубе за коленом. [c.131]

Результаты изучения турбины с плоскими лопатками согласуются с полученными прежде [3] при использовании проволочного анемометра. В недавних исследованиях [1,4], посвященных перемешиванию, высказывается предположение, что характеристики турбулентных потоков, создаваемых -импеллером нового типа, имеют важное значение при алкилировании. [c.179]

Физические сведения о свойствах лагранжевых масштабов времени Т и о других структурных характеристиках турбулентности для этих течений крайне скудны. В связи с этим при практических описаниях поля С приходится прибегать к более грубым методам. По-видимому, наиболее естественным при этом является использование той полуэмпирической теории, которая исходит из независимости коэффициента турбулентной диффузии К от поперечных координат течения. Тогда в первом приближении получается [c.109]

Заглавными греческими буквами обозначены характеристики турбулентности например, буквой Л обозначена турбулентная теплопроводность. [c.5]

Процессы течения жидкости и газов через рабочие каналы и дросселирующие щели аппаратов моделируют, как правило, расходно-перепадными характеристиками турбулентных дросселей. Уравнения расходов жидкости и газов через турбулентные дроссели получены в пп. 1.6 и 1.8. Объемный расход Q жидкости и массовый расход О газов выражают с достаточной степенью точности уравнениями [c.135]

Эти уравнения можно использовать для этой цели, но их следует дополнить дифференциальными уравнениями, описывающими пространственное распределение основных характеристик турбулентности. [c.40]

Характеристики турбулентности. Универсальный закон распределения, представленный в табл. 2, при Re>lU [c.121]

Графическое изображение двух рассматриваемых методов линеаризации расходно-перепадной характеристики турбулентного гидродросселя показано на рис. 2.23. Исходная нелинейная функция представляет собой ветвь параболы. На ней выделены зоны линеаризации р (0) < р < р (Д) и ( (0) < р д (Д). Линеаризация путем применения линейной части степенного ряда Тейлора соответствует на рис. 2.23 прямой АС, проведенной касательно к параболе в начальной (опорной) точке А с координатами р (0) к Q (0). Линеаризация посредством интерполяционного многочлена первой степени соответствует на рис. 2.23 секущей линии АВ, проведенной через начальную и граничную точки А и В с координатами р (0). С2 (0) и р (Д), (3 (Д). [c.139]

Как показано в гл. 3, основное препятствие для теплоотдачи от конденсирующегося пара к холодной поверхности представляет собой образующаяся на этой поверхности пленка жидкости. Толщина этой пленки обычно нарастает до тех пор, пока под действием сил тяжести или сил поверхностного трения она не начнет течь вдоль поверхности. Равновесная толщина жидкой пленки, а следовательно, и ее термическое сопротивление зависят от скорости конденсации, сил, действующих на пленку, ее гидравлического сопротивления, режима течения пленки (ламинарный или турбулентный) и протяженности поверхности, расположенной выше по течению от рассматриваемой точки. Таким образом, при проектировании конденсаторов при расчете коэффициента теплоотдачи с паровой стороны наиболее важно правильно определить среднюю толщину пленки и ее основные характеристики. Однако связь между отдельными параметрами настолько сложна, что конструктор должен быть очень осторожен при использовании тех или иных расчетных формул или кривых. Необходимо тщательно изучить предполагаемые условия работы агрегата и сравнить их с уже известными конструкциями, применяя при проектировании только наиболее надежные данные. При этом проектировщик должен попытаться оценить возможные погрешности расчета и ввести соответствующие поправки. [c.245]

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТУРБУЛЕНТНОСТИ ЗАТОПЛЕННЫХ СВОБОДНЫХ СТРУЙ [c.7]

Задача о гидравлическом сопротивлении трения трубы при неустановившемся турбулентном движении среды до настоящего Бремени не имеет точного решения. Это объясняется прежде всего тем, что неизвестны закономерности изменения турбулентности при неустановившемся движении среды. С помощью ряда предположений оказалась возможной приближенная оценка изменения гидравлического сопротивления трения трубы при колебаниях турбулентного потока жидкости. Одно из исходных предположений состояло в том, что характеристики турбулентности могут быть приняты такими же, как для установившегося потока, на который накладываются колебания с малыми по амплитуде скоростями течения. Для этого случая была составлена математическая модель неустановившегося турбулентного потока в трубе, подробно описанная в работе [28]. Приведенные там же результаты исследований показывают, что для турбулентного потока в трубе можно найти безразмерную частоту колебаний, при превышении которой [c.255]

Полученные И. А. Шепелевым закономерности свободной струи, основанные на формуле Райхардта, позволяют обосновать способ вычисления характеристик турбулентности струи и открыть тем самым дополнительный путь к сопоставлению теории струи с обширным экспериментальным материалом. [c.8]

Коэффициент является одновременно и коэффициентом турбулентной диффузии температуропроводности а . и кинематической вязкости v . Данный коэффициент не зависит от физических свойств жидкости или газа и целиком определяется характеристиками турбулентности. Коэффициент А позволяет записать коэффициенты турбулентной теплопроводности и динамической вязкости [c.79]

Некоторые характеристики турбулентного потока. В промышленной практике наиболее распространено турбулентное движение жидкостей. [c.44]

Общей задачей турбулентного горения является количественное определение и . и (толщины турбулентного фронта) по заданным характеристикам турбулентности и кинетическим уравнениям реакции горения. [c.134]

Если перед скачком пограничный слой турбулентный, то распределение давления в области взаимодействия практически не зависит от числа Рейнольдса (рис. 6.32). Это объяюняется слабым влиянием числа Рейнольдса на основные характеристики турбулентного течения (толщшну пограничного слоя, профиль скорости, напряжение трения на стенке). [c.344]

Помимо интенсивности /,. другими важными характеристиками турбулентного движения являются масштаб турбулентности и турбулентная вязкость. [c.46]

Для характеристики турбулентной вязкости рассмотрим две частицы жидкости в турбулентном потоке, движущемся в направлении оси х, параллельно оси трубы. Пусть расстояние между частицами в направлении, перпендикулярном оси т бы, 1 вно 4у. Составляющие скорости частиц по направлению потока и 2 отличаются друг от друга на dw , причем вследствие разности скоростей возникает касательное напряжение Тн, определяемое по уравнению (П,12а) [c.46]

Результаты анализа, выполненного в работах [38,39], позволили выявить определенные закономерности, связанные с влиянием условий перемешивания на степень сегрегации в реакторе. Установлено, в частности, что высокая степень сегрегации в аппарате с мешалкой может иметь место даже при высоких значениях кратности циркуляции, если объем зоны микросмешения мал. С другой стороны, при достаточно больших значениях (что соответствует малым отношениям радиусов аппарата и мешалки) условия в аппарате приближаются к микросмешению. В ряде работ [40,41,42] рассматривается взаимосвязь между интенсивностью смешения и локальными характеристиками турбулентности. [c.56]

Характеристики турбулентности для одиночной частицы [уравнения (3.18) и. (3.24)] и для газа одинаковы по форме. Кроме того, поскольку они усреднены по большому промежутку времени, эти выражения могут быть использованы без изменений для описания движения нескольких частиц. Поэтому твердую фазу, так же как и газ, во многих отношениях можно рассматривать как континуум [40]. [c.97]

Характеристики турбулентности (в том числе коэффициент турбулентной диффузии) слабо зависят от вязкости и плотности потоков [142—144]. В отношении пульсационной экстракционной колонны отмечено [143], что точность измерений коэффициента турбулентной диффузии недостаточна для установления зависимости его от числа Рейнольдса. Прямое измерение влияния физических свойств потоков на коэффициент продольной турбулентной диффузии выполнено [144] для колонного экстрактора с мешалкой. [c.153]

Для турбулентного потока статистические свойства тензора градиентов скорости, а также старших производных от скорости определяются микромасштабными характеристиками турбулентности и описываются, согласно теории А. Н. Колмогорова [55], двумя размерными параметрами коэффициентом кинематической вязкости жидкости V и средней локальной скоростью диссипации энергии е. Отношение членов, содержащих вторые производные от скорости обтекания, к членам, пропорциональным градиентам скоростей, в разложении поля скоростей вблизи частицы в ряд Тейлора будет порядка или а Е /v) / где а — радиус частицы, Е = О (е /г /г) мера средней локальной скорости растяжения-сжатия, характеризующая поле турбулентного течения [13]. Величина 1/2 E Jv представляет собой число Рей- [c.104]

В результате математических операций находят общее выражение для линеаризованной расходно-перепадной характеристики турбулентного дросселя [c.138]

Опыт динамических расчетов объемных приводов свидетельствует о целесообразности использования линеаризованных рас-ходно-перепадных характеристик аппаратов. При этом возникает необходимость выбора рационального метода линеаризации рассматриваемых функций. Для линеаризации функций широко применяют линейную часть степенного ряда Тейлора [4, 6, 13, 21, 31]. Этот метод удобен во многих случаях, но применим только к непрерывным и гладким функциям, производные которых не имеют разрывов. Расходно-перепадные характеристики турбулентных дросселей имеют точки, где эти условия не соблюдаются. Производные в вершинах параболических функций g = Ф (р) согласно выражениям (2.114) н (2.118) стремятся к бесконечности. В точке перехода от докритического течения к надкритическому функция g =Ф (р) по формуле (2.117) имеет излом, а производная — разрыв. Неприемлем степенной ряд Тейлора для линеаризации экспериментально снятых расходно-перепадных характеристик, представленных таблично или в виде кусочно-линейной функции. [c.136]

Рис 2.23. Графическая интерпретация методов линеаризации расходно-перепадной характеристики турбулентного дросселя [c.139]

Буквенные обозначения в приведенных выражениях пояснены в параграфе 4.4. Принятый метод линеаризации перепадной характеристики турбулентного дросселя описан в параграфе 3.6. [c.298]

Для отыскания связи между числами Рейнольдса для модельного и натурного потоков необходимо воспользоваться равенством (1.29), в котором Е следует выразить через Не. Используя данные экспериментальных изучений пульсационных характеристик турбулентных потоков в трубах и в мешалке с цилиндрическим ротором, автором получено соотношение между числами Не, при которых процессы деэмульсации в модельных и натурных условиях будут идентичны [c.45]

Дело в том, что решенная выше задача о слое смешения на основе гипотез турбулентного трения Прандтля (6а) и (6в) предполагают суш ествование локальной связи между турбулентными и осредненными характеристиками потока. Опыт показывает, что такая связь реализуется в том случае, когда коэффициент турбулентной вязкости (или диффузии) в направлении течения растет или остается постоянным. В тех случаях, когда теоретическая локальная связь указывает на уменьшение коэффициентов переноса, в действительности этого не наблюдается, фактические значения коэффициентов переноса на очень протяженных участках течения сохраняются почти неизменными. Но при этом становятся неприменимыми зависимости (6в) и (70ж), опираюш иеся на локальные связи турбулентных характеристик с осредненными. В таком случае непригодны и зависимости (70з). [c.393]

Термин турбулентность употребляется для определения явления, которое заключается в том, что при определенных условиях гидродинамические и термодинамические характеристики течений жидкостей и газов (такие, как температура, давление, плотность) начинают изменяться во времени и пространстве хаотическим образом. Беспорядочный характер движения — основная особенность турбулентности. Скорость турбулентного движения, в отличие от ла.минарного, не является однозначной функцией пространственно-временных координат — она становится случайной. Поэтому турбулентность описывается статическими методами, основой которых является выявление и исследование различных статических взаимосвязей между отдельными параметрами потока. [c.176]

Аналогичное описание различных режимов течения в прямом двумерном диффузоре приведено в [97]. По вопросу о расчете течения в области параметров ниже лтши I см,, например, [100]. Весьма тщательное экспериментальное исследование характеристик турбулентного течения в коническом диффузоре (20ь=--6 ) было проведено в [101], Результаты систематического исследования двумерных диффузоров приведены в [120, 97, 102—108], [c.134]

Необходимо заметить, что изложенные выше приемы аналитического определения характеристик турбулентности осесимметричных и плоских струй относятся к незакрученным потокам, которые практически не вращаются вокруг оси сечения. Следует ожидать, что закрученные потоки при прочих равных условиях окажутся более турбулизованными, чем незакрученные. [c.23]

Для отыскания значения абсциссы переходного сечения Хп которое необходимо для расчета струи, нужно знать характеристики турбулентного расширения струп в начальном ее участке. Ввиду сложности теории начального участка нерасчетной струи обычно используют для вычисления либо зависимости, полученные для соответствующей расчетной струи, либо экспериментальные данные. Зависимость Хп(Л , йЯа), определенная в предположении о справедлп- [c.405]

При расчете расходно-перепадной характеристики турбулентного пневмодросселя целесообразно использовать массовый расход O, который при установившемся режиме течения одинаков во всех характерных течениях потока на входе, в дросселирующем отверстии и на выходе пневмодросселя [c.65]

При малых значениях Аа и Ад их произведением АаАд можно пренебречь как величиной второго порядка малости. Подставив в оставшиеся члены уравнения принятые выражения Аа = = а — а (0) и Ад = д — д (0), получим искомое уравнение рао-ходно-перепадной характеристики турбулентного дросселя с разделенными переменными [c.137]

При линеаризации перепадной характеристики турбулентного дроссел я g = Ф (р) интерполяционный многочлен первой степени [c.138]

Сравним погрешности двух методов линеаризации использующего линейную часть степенного ряда Тейлора и интерполяционного многочлена первой степени. В качестве примера рассмотрим линеаризацию расходно-перепадной характеристики турбулентного гидродросселя (П= Q) при а= onst. Исходное нелинейное выражение Q == Ф (р) имеет вид Q — ag= [c.138]