Распределение скоростей и сопротивление при турбулентном движении

В условиях турбулентного движения законы распределения скорости и гидравлического сопротивления хорошо аппроксимируются простыми степенными зависимостями. Представим уравнение для профиля скорости в виде [c.67]

Аналогия основана на предположении, что соотношения, описывающие теплообмен и перенос количества движения поперек потока жидкости (касательное напряженне между слоями жидкости локально равно изменению ее количества движения), подобны для потоков жидкости с одинаковыми граничными условиями. Хотя это предположение справедливо только для ламинарного режима течения вдоль плоской пластины при отсутствии градиента давления с Рг = 1, оно достаточно общее и может применяться к турбулентному режиму течения и к телам другой геометрии. В этом предположении при Рг = 1 распределения скорости и температуры в пограничном слое идентичны. Тогда между теплоотдачей н гидравлическим сопротивлением жидкости может быть установлена простая зависимость аналогия Рейнольдса [c.62]

Что касается усредненных значений поперечных составляющих скорости, то за тот же промежуток времени Т они равны нулю. На основании опытных данных можно утверждать, что средняя скорость при установившемся турбулентном движении жидкости имеет постоянное значение, независимо от длительности наблюдения, если этот промежуток времени не слишком мал. Поэтому возможно изучение распределения скоростей по сечению трубы, а также определение величины сопротивления трубопровода в зависимости от средней скорости протекания турбулентного потока при установившемся расходе. [c.68]

Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при течении в изогнутых трубах витых теплообменников. Для искривленного потока жидкости или газа характерно появление центробежных сил, значения которых по сечению канала неодинаковы. В центре трубы, где скорость максимальна, эти силы имеют наибольшее значение. В направлении к стенкам трубы скорость среды уменьшается и влияние центробежного эффекта становится меньше. Такое распределение сил по сечению изогнутого канала приводит к возникновению поперечной вторичной циркуляции, обусловливающей сложное движение рабочей среды по двум сплющенным спиралям с разным направлением вращения. Вторичная циркуляция наблюдается как при ламинарном, так и при турбулентном режимах течения, при этом влияние степени кривизны на интенсивность [c.92]

Более точная зависимость (для больших значений Ке) между коэффициентом сопротивления н режимом движения может быть получена при использовании логарифмического закона распределения скоростей. При выводе логарифмического (универсального) профиля Ке -> оо, так как пренебрегают молекулярной вязкостью ц по сравнению с турбулентной (см. стр. 57). [c.64]

Уравнение (13. 84) справедливо для прилегаюш их к стенке слоев жидкости даже в турбулентном пограничном слое. Однако уравнение (13. 96) перестает быть справедливым при стремлении у к нулю. Поэтому чтобы определить напряжения на стенке, воспользуемся формулой Блазиуса для коэффициента сопротивления при движении в трубе. Эта формула — см, уравнение (13, 71) — соответствует распределению скорости по закону корня седьмой степени [c.154]

Интенсивность перемешивания в потоке зависит от спектра масштабов турбулентности и от скорости турбулентных пульсаций. При вдувании газа в пористую среду (плотный слой) непосредственно в месте ввода кинетическая энергия превращается в потенциальную, скорость падает и резко возрастает статическое давление. Поток раздробляется на мельчайшие струйки с низкими скоростями пульсаций и мелкими масштабами турбулентности или даже движение становится ламинарным. Струйки движутся в слое по линиям наименьшего сопротивления, слабо перемешиваясь между собой. Поэтому, если газ и воздух подводятся в слой раздельно, горение получается растянутым и несовершенным. Углеводородные фракции топлива разлагаются с выделением сажистого углерода в порах слоя, засоряя его. Полученные в лабораторных условиях экспериментальные данные о распределении статических давлений в слое при сосредоточенной подаче газа в нижние горизонты слоя по его [c.120]

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ И СОПРОТИВЛЕНИЕ ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ДВИЖЕНИИ [c.130]

В подавляющем большинстве ранних исследований двухфазных течений с частицами [52 - 54] два этих метода использовались для моделирования движения одиночных частиц, что согласно развитой в разделе 1.5 классификации гетерогенных потоков соответствует случаю слабозапыленного течения без обратного влияния частиц на параметры несущего газа. Целью этих работ являлось изучение поведения частиц. Для этого производилось вычисление траекторий большого ансамбля частиц, вводимых в турбулентный поток, и последующее осреднение полученных пространственных характеристик движения частиц. Необходимо заметить, что пространственное разрешение было намного меньше собственно размера частиц. При проведении расчетов не ставилась задача определения параметров течения газа вокруг частицы. Это не было необходимо, т. к. расчет движения частиц проводится обычным образом, т. е. с использованием закона сопротивления дисперсной фазы. Сопротивление частицы определяется числом Рейнольдса, для определения которого необходимо знание скорости несущего газа, а не ее распределения по контуру частицы. Описанное ограничение при расчете движения частиц правомерно лишь при описании поведения очень мелких частиц, размер которых меньше размера наименьших турбулентных вихрей (колмогоровского масштаба). [c.56]

В гл. 5 мы определяли силу сопротивления, используя уравнение баланса количества движения. Задача 5. 3 служит введением в применение этого уравнения к течению в пограничном слое. При применении уравнений сохранения в интегральной форме нужно знать распределение скоростей. Распределение скоростей в турбулентном пограничном слое нельзя найти из уравнений Навье — Стокса, как это было сделано в гл. 12 для ламинарного пограничного слоя. Поэтому чтобы определить силу сопротивления при турбулентном обтекании плоской пластинки мы воспользуемся интегральным уравнением импульса с профилем скорости, имеющим заранее заданную правдоподобную форму. Этот метод опирается на работу Кармана и был использован также Польгау-зеном для течения в пограничном слое при наличии градиента давления [125]. [c.150]

Как известно, простейшая форма связи теплоотдачи и гидравлического сопротивления, данная в аналогии О. Рейнольдса, выполняется только при соблюдении подобия полей температуры и скорости, когда описываюшие их уравнения движения и энергии одинаковы. Эти условия выполняются при турбулентном теплообмене в плоском пограничном слое без градиента давления при равенстве единице молекулярного и турбулентного чисел Прандтля, когда распределение продольной составляющей скорости и профиля температуры в потоке описываются идентичными уравнениями. Отклонение от этих условий (наличие градиента давления или отличие числа Рг от 1) приводит к нарушению аналогии Рейнольдса. Тем более эта аналогия не выполняется для сетчато-поточных каналов сложной формы, определяющих трехмерную структуру потока. [c.358]