Напряжения касательные турбулентные

Рис. 2 0. Схема распределения осредненных скоростей и касательных напряжений в турбулентном потоке

Величина суммарного касательного напряжения в турбулентном потоке выражается следующей зависимостью [c.64]

При чисто турбулентном движении жидкости касательные напряжения обусловлены обменом количества движения между частицами различных слоев потока. Принимая, что число этих частиц пропорционально величине пульсации скорости а разность скоростей смежных слоев — величине пульсации у ., получим касательное напряжение при турбулентном течении [c.139]

В турбулентном ядре, как было отмечено, касательное напряжение определяется турбулентной составляющей [c.70]

Следовательно, напряжение касательных сил, обусловленных турбулентным обменом масс, обменом количества движения, импульсным обменом, может быть выражено зависимостью [c.78]

Как уже указывалось, в турбулентном потоке можно выделить турбулентное ядро и ламинарный подслой. В турбулентном ядре полное касательное напряжение равно сумме вязкой и турбулентной составляющей. В ламинарном подслое полное касательное напряжение равно вязкой составляющей, которая, как это следует из (2.15), линейно зависит от расстояния до стенки Поскольку толщина ламинарного подслоя мала по сравнений) с радиусом трубы, на основании (2.15) можно приближенно положить [c.69]

Сравнивая процессы турбулентного и молекулярного переноса, следует заметить, что пульсационная скорость гораздо меньше скорости молекулярного движения, но длина пути смешения намного больше, чем длина свободного пробега молекул. Кроме того, в турбулентном потоке перемешивание осуществляется благодаря пульсационному движению частиц, обладающих значительной массой, поэтому в турбулентном потоке явления переноса протекают значительно интенсивнее, чем явления молекулярного переноса. Турбулентная диффузия совершается значительно интенсивнее молекулярной диффузии, турбулентная теплопроводность значительно больше молекулярной теплопроводности, наконец, касательные напряжения в турбулентном потоке во много раз больше напряжения сил трения при вязком сопротивлении. [c.92]

Таблица 4. Универсальные распределения скорости, касательного напряжения и температуры в турбулентных пограничных слоях

Соображения, изложенные выше, дают основание утверждать, что потеря энергии при турбулентном движении жидкости, а следовательно, и касательные напряжения в турбулентном потоке, являются функцией не только сил внутреннего [c.79]

Как показано в монографии [2], хорошее согласие между теоретическими и экспериментальными данными, характеризующими тепловые и диффузионные свойства струи, получается на основе теории свободной турбулентности Тейлора, которая исходит из предположения о том, что касательные напряжения в турбулентном потоке вызываются переносом вихрей, а не количества движения, как в старой теории Прандтля. [c.119]

Распределение скоростей по сечению турбулентного потока. При приближенном аналитическом решении задачи о распределении скоростей по живому сечению для круглой трубы, удовлетворительно подтверждаемом опытными данными, используется выражение (2—131), служащее для определения касательных напряжений в турбулентном потоке. [c.168]

Турбулентное касательное напряжение может быть получено непосредственно из уравнений Громеки. Для этого необходимо найти корреляцию между и соответствующими значениями ско- [c.116]

Зависимость (4-22) для суммарных касательных напряжений в турбулентном потоке полностью согласуется с изложенным. [c.65]

Здесь X, у — продольная и поперечная координаты а , — турбулентное касательное напряжение и турбулентный диффузионный поток А = О и 1 для плоского и осесимметричного течений, соответственно. [c.208]

Полное касательное напряжение при турбулентном движении плоского потока жидкости Рху определится на основании уравнений (8) и (10) [c.7]

При использовании уравнения (1) с учетом линейного распределения касательных напряжений для турбулентной вязкости (16) совместное их рассмотрение дает [c.39]

Физическая модель турбулентности Тейлора заключается в предположении, что в потоке возникают турбулентные касательные напряжения за счет поперечного переноса вихрей. [c.116]

При молекулярном переносе (ламинарный поток) наблюдается лишь продольный перенос количества энергии, а также массы вещества, в то время как в турбулентном потоке существует не только продольный перенос, но и поперечный, что и приводит к возникновению дополнительного касательного напряжения и соответственно дополни- [c.116]

При турбулентном движении помимо продольного существует поперечное движение со скоростью вызываемое наличием вихрей, создающих касательное напряжение равное [c.116]

Турбулентная конвекция. Как показано в [13], при совпадении направлений свободной и вынужденной конвекций вначале влияние сил плавучести приводит при турбулентном течении к уменьшению теплообмена вследствие уменьшения скорости, тем самым касательного напряжения и интенсивности турбулентности в ядре потока. Обратное влияние имеет место при противоположном направлении подъемных сил и сил вынужденной конвекции, при [c.319]

При одновременном наличии молекулярного и турбулентного переноса касательное напряжение х составит [c.116]

Введем теперь турбулентное касательное напряжение. Учитывая соотношение [c.118]

Подстановка этих скоростей в уравнения движения позволяет получить лишь некоторые качественные представления о характере турбулентного движения. В частности, для сохранения формы уравнений движения полные касательные напряжения можно У представить как сумму вязкой и турбу- [c.68]

Из (2.22) турбулентную вязкость можно выразить через турбулентное касательное напряжение [c.106]

Аккерман [150] выполнил теоретическое исследование влияния поперечного потока вещества на интенсивность тепло- и массообмена при испарении жидкости в омывающий ее поток неконденсирующегося газа и при конденсации пара из парогазовой смеси в случае больших температурных и концентрационных напоров. В этом исследовании Аккерман исходил из той же упро щенной схемы ламинарного пограничного слоя, принятой ранее Кольборном, но, в отличие от Кольборна, учитывал изменение толщины пограничного слоя, вызываемого соответствующим изменением профиля скоростей в нем под влиянием поперечного потока вещества. При этом Аккерман предполагал, что поперечный поток вещества не оказывает влияния на изменение касательного напряжения на границе ламинарного пограничного слоя и турбулентного ядра течения. [c.156]

Моде.ш, в которых используется уравнение для на. пряжений. В этих моделях уравнения в частных производных используются для описания всех компонентов тензора турбулентных напряжений. Примером может служить модель, разработанная в [118], которая включает уравнения в частных производных для компонентов осредненной скорости и(х, у), v(x, у), касательного напряжения т х, у), турбулентной кинетической энергии к х, у) и линейного масштаба турбулентности L(x, у). [c.119]

Очевидно, что поворот потока влияет на его турбулентную структуру, так как при достаточно больших закруглениях появляются вторичные течения и локальные зоны отрыва. Искривления приводят к стабилизации течения и уменьшению турбулентных касательных напряжений на выпуклой поверхности и к дестабилизации и увеличению турбулентных касательных напряжений — на вогнутой (см. (127], 2.1.1) [c.131]

Влияние касательных напряжений на границе раздела. Существенным эффектом направленного вниз сдвигающего усилия пара на границе раздела является снижение критического числа Не возникновения турбулентности. Данные и анализы по этой теме недостаточны имеется единственный важный источник [13]. Их анализ незначительно изменен, чтобы сделать его согласующимся по критическим числам Не, используемым в этом подразделе дл [ очень больших и очень малых сдвигающих усилий. Результатом является выражение [c.342]

Кольцевое течение является потоком с преобладанием касательных напряжений, и методы, представленные в п. В для пленок с большим сдвигающим усилием в вертикальном потоке, будут применяться для него. Заметим, что коэффициент теплоотдачи рассчитывается согласно уравнению (25) для ламинарного течения или (26) для турбулентного. Критическое число Не пленки, соответствующее возникновению турбулентности, следует взять здесь равным 50. Метод определения коэффициента теплоотдачи и безразмерных касательных напряжений изменяется слабо в случае горизонтального течения, так как эффект подъемной силы пара исчезает. Следовательно, Т/ и а+ определя- [c.348]

Универсальные законы распределения скорости, температуры и касательных напряжений в турбулентном пограничном слое. Основная задача теории турбулентного пограничного слоя заключается в установлении связи между турбулентной вязкостью определенной уравнением (140), и параметрами осредненного течения в пограничном слое (моделирование турбулентности). Решение этой задачи облегчается эмпирически установленным фактом локальности связи между и осредненными значениями параметров в большинстве турбулентных пограничных слоев. Это приближение является довольно хорошим незавнснмо от конкретных особенностей развития пограничного слоя в области, расположенной вверх по потоку. Другими словами, во многих случаях предысторией течения в первом приближении можно пренебречь. Следствием этого является возможность формулировки универсальных законов распределения осредненных значений скорости, температуры и касательных напряжений. [c.116]

Рассмотренный нами ламинарный пограничный слой не охватывает всей совокупности явлений, возникаюш,их у поверхности тел, обтекаемых вязкой жидкостью. При увеличении Ке и толщины пограничного слоя структура его усложняется оставаясь ламинарным непосредственно у стенки, пограничный слой в большей своей части становится турбулентным. Точные решения дифференциальных уравнений турбулентного пограничного слоя еще не разработаны, и для его исследования применяются приближенные методы, основанные на уравнении количества движения. Отличный от ламинарного закон касательных напряжений в турбулентном потоке приводит к иному профилю изменения скоростей в пограничном слое в функции расстояния от стенки, чем это имеет место в ламинарном пограничном слое, и, следовательно, к иной функциональной зави-симосФи коэффициента трения от числа Ке. Однако течение жидкости в турбулентном пограничном слое подчинено тем же граничным условиям, Щ что и в случае ламинарного пограничного слоя. Отсюда, поведение тур- булентного пограничного слоя во многом сходно с Jлaминapным, т. е., обеспечивая обтекание контура тела в области отрицательных градиентов давления, турбулентный пограничный слой в области положительных градиентов давления в некоторой точке затормаживается и приводит к отрыву внешнего потока от контура обтекаемого тела с образованием вихревого гидродинамического следа. [c.137]

Влияние массообмена на коэффициент Ср В этом пункте мы будем считать, что довольно сложные теории, описанные выше, дают хорошие результаты только при согласовании с экспериментом, и поэтому будет оправдано искать более прямой подход к задаче определения влияния массообмена на поверхностное трение в турбулентном пограничном слое. Далее, мы обратим внимание на наблюдаемый факт, что во внешней турбулентной части турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости наклон кривой и в зависимости от log у нечувствителен к скорости вдува. Чтобы получить этот вывод, Лидон ), используя данные Микли и Девиса для Ме = 0, построил график зависимости и от log Мы используем этот наблюдаемый факт, чтобы показать, что касательное напряжение в турбулентной части пограничного слоя равно касательному напряжению при отсутствии массообмена, если никакая масса, входящая в пограничный слой на поверхности тела, не достигает той части турбулентного ядра пограничного слоя, которая обладает вышеуказанным свойством. Эти выводы, кроме того, могут быть использованы для получения влияния массообмена на поверхностное трение в турбулентном пограничном слое при малых скоростях массообмена. [c.286]

Поскольку роль ВЯЗКИХ напряжений в турбулентном потоке невелика, именно турбулентные касательные напряжения определяют гидравлическое сопротивление. В связи с этим остается недостаточно исследованным вопрос о том, на каких масштабах вихревых структур передаются от слоя к слою турбулентные касательные напряжения и чем может определяться нулевое значение касательных напряжений, например в зоне максимума скорости там, где имеет место мощная турбулентность, а градиент скорости равен нулю. Эти принципиально важные вопросы рассматриваюгся в следующих параграфах данной главы. [c.47]

Перенос импульса в турбулентном пограничном слое вблизи границы раздела фаз обычно записывают в виде связи касательного напряжения (т), параметров потока (6соо/с1х) и свойств среды (р, V и где — турбулентная вязкость)[347] [c.156]

Величину i = pl dWxldy называют турбулентной вязкостью, поскольку в этом случае выражение для турбулентного касательного напряжения имеет тот же вид, что и для вязкого касательного напряжения. [c.69]

Модели с одним уравнением. В этих моделях касательное напряжение описывается с помощью дополнительного уравнения в частных производных. В качестве основы для поетроепия такого модельного уравнения используется обычно уравнение турбулентной кинетической энергии (127). При этом требуется установить взаимосвязь между касательным напряжеиием и турбулентной кииетической энергией. Подобные модели изложены в [П5, 117, 121]. [c.119]

Вследствие того, что жидкость отделена от поверхности нагрева паровой пленкой и нсопределснностн, связанные с образованием пузырей, отсутствуют, пленочное кипение поддается аналитическому решению. Задачу можно рассмотреть по аналогии с пленочной коиденсациен, и имеются решения для горизонтальных и вертикальных пластин, труб при ламинарной и турбулентной паровой пленки с учетом касательных напряжений на границе раздела и без них. [c.400]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология