Турбулентное ядро

Фактом, что аналогия Рейнольдса недействительна для ламинарного потока, Прандтль воспользовался для объяснения наблюдавшихся отклонений, так как известно, что непосредственно у стенки пограничный слой всегда движется ламинарно в противоположность турбулентному ядру потока. Аналогия Рейнольдса в пограничном слое недействительна она требует дополнения в тех случаях, когда значение критерия Прандтля отличается от 1 (а при потоке компонента Рг равен критерию Шмидта , так как коэффициенты ведущего основного потока в пограничном слое содержат кинематическую вязкость V, коэффициент температуропроводности а и коэффициент [c.97]

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]

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

I — ламинарный подслой // — переходная зона /// —турбулентное ядро [c.70]

В данном случае постоянная интегрирования С не может быть определена теоретически, поскольку условия на границе турбулентного ядра неизвестны. Поэтому обе постоянные величины Ь и С были определены из сопоставления уравнения (2.31) с экспериментальными данными, полученными Никурадзе [16]. При этом оказалось, что один набор коэффициентов не позволяет описать уравнением (2.31) всю зону турбулентного ядра. Это вполне естественно, так как переход ламинарного подслоя в чисто турбулентное течение происходит постепенно в пределах некоторой переходной зоны (рис. 2.5). [c.70]

Турбулентное ядро (цт Ц, т Тт). Профиль скорости описывается уравнением (2.34). Вычисляя производную профиля ско- [c.106]

В турбулентном ядре определяющей является турбулентная вязкость. Учитывая, что Рг 1, часть интеграла Лайона, соответствующая этой области, можно записать в виде [c.107]

Уравнения (5.8) и (5.9) были получены на основе предположения, что между турбулентным ядром течени я среды и стенкой существует ламинарный пограничный слой и в турбулентном ядре потока коэффициенты молекулярного переноса с и V пренебрежимо малы по сравнению с соответствующими коэффициентами турбулентного переноса/)с,т и Ут и поэтому ими можно пренебречь. [c.153]

Теоретические решения. Кольборн [162] первым сделал попытку теоретически учесть влияние поперечного потока конденсирующегося пара Уп на интенсивность массоотдачи при конденсации пара из парогазовой смеси. При этом он исходил из упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении парогазовой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности пленки конденсата, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Вызываемое поперечным потоком вещества изменение толщины пограничного слоя Кольборн не учитывал. [c.155]

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]

Эти уравнения были получены на основе рассмотрения упрощенной схемы ламинарного пограничного слоя при турбулентном течении паровой смеси, в котором полностью происходит изменение скорости и параметров движущейся паровой смеси от их значений в ядре потока до значений на поверхности раздела фаз, а в турбулентном ядре скорость и параметры смеси полностью выравнены по сечению. Предполагалось также, что состав пара у поверхности конденсации и состав образующегося конденсата равновесны. [c.184]

Многие достижения теории теплообмена и гидродинамики основаны на понятии пограничного слоя, также предложенного Прандтлем. Оно позволило мысленно разделить турбулентный поток на три характерные зоны ламинарный слой, переходную область и турбулентное ядро. [c.264]

В турбулентном ядре потока возникающая турбулентная вязкость значительно превосходит молекулярную (е V). Поэтому касательное напряжение для плоского потока при равномерном течении может быть вычислено по формуле [c.21]

Интегрирование этой зависимости с учетом (11.12) и (П. 15) при допущении Прандтля о постоянстве касательных напряжений в поперечном сечении потока позволяет найти уравнение распределения скоростей в турбулентном ядре потока [c.21]

Все вышеизложенное справедливо для турбулентного ядра потока вдали от твердых стенок. В противном случае вступают в силу иные закономерности, свойственные движению жидкостей в вязких пристенных слоях. [c.58]

Все это подтверждает основные положения, высказанные ранее об особенностях диспергирования капель в турбулентном ядре потока и в пристенных слоях. [c.64]

В связи с тем, что для турбулентной пленки термическое сопротивление сосредоточивается в пристенном ламинарном слое, а в турбулентном ядре профиль температур выравнивается, то на величине коэффициента теплообмена в меньшей степени, чем при ламинарном течении, сказывается наличие или отсутствие теплообмена со стороны свободной поверхности пленки. [c.152]

Измерения скоростей показывают, что при переходе к турбулентному режиму у стенок сохраняется тонкий слой жидкости, в котором частицы, подторможенные и направленные стенками, сохраняют в основном слоистый характер движения (так называемый ламинарный или вязкий подслой). Поэтому профиль осредненных скоростей имеет два значительно различающихся участка (рис. 2-9). В турбулентном ядре благодаря интенсивному поперечному перемешиванию, приводящему к выравниванию скоростей частиц, осредненные скорости отличаются незначительно и их распределение по основной части сечения оказывается более равномерным, чем при ламинарном режиме. В пределах вязкого подслоя происходит [c.122]

Переход потока в турбулентное состояние приводит к сильному возрастанию сопротивления, что связано с увеличением напряжений трения. В турбулентном ядре, где градиенты осредненной скорости невелики, напряжения вязкостного трения играют незначительную роль. Основная часть сопротивления создается так называемыми турбулентными касательными напряжениями, которые возникают из-за непрерывных поперечных перемещений (беспорядочного перемешивания) частиц. Обмен частицами между соседними слоями сопровождается соответствующим увеличением или уменьшением коли- [c.123]

Наибольшие турбулентные касательные напряжения возникают вблизи стенок у внешней границы турбулентного ядра. На этом участке наиболее интенсивно образуются вихри, которые затем рассеиваются в турбулентном ядре и гасятся силами вязкостного трения. Энергия вращения вихрей переходит при этом в тепло. [c.124]

Сравнение с ламинарным режимом (для которого гу) показывает, что при переходе к турбулентному режиму влияние вязкости на сопротивление значительно уменьшается, и, напротив, значительно возрастает влияние скорости движения жидкости. Это объясняется тем, что в турбулентном потоке вязкостное сопротивление (пропорциональное первой степени скорости) сосредоточено лишь в пределах тонкого слоя у стенок. Основная часть сопротивления создаётся в результате перемешивания частиц жидкости в переходном участке и турбулентном ядре и связана с рассеиванием кинетической энергии [c.125]

В зоне гидравлически шероховатых труб (рис. 2-10, б) толщина вязкого подслоя значительно меньше высоты бугорков шероховатости (б Л ,ах), которые почти целиком оказываются в турбулентном ядре потока. Обтекания бугорков происходит с большими скоростями и сопровождается интенсивными отрывами вихрей, которые попадают в центральную часть потока и усиливают его турбулентность. Рассеивание кинетической энергии вращения этих вихрей, происходящее в процессе перемешивания частиц и приводящее к переходу этой энергии в тепло, увеличивает потерю напора. Соответственно возрастает также и касательное напряжение на стенке, которое создается в основном в результате перепадов давлений,возникающих на бугорках при их отрывном обтекании. [c.127]

При Рг = 1 и 1 = 1 уравнения (П-59) и (П-60) совпадают с аналогией Рейнольдса (П-58). В этом случае (Рг =1) профили концентраций и скоростей подобны. При Рг >1 данные профили расходятся профиль скоростей не зависит от Рг, а профиль концентраций изменяется так, что с увеличением Рг происходят все большее выравнивание концентраций в турбулентном ядре и соответственно более резкое изменение концентрации в пограничном слое. При Рг >1 аналогия Рейнольдса не соблюдается и возможно использование лишь уравнений (П-59) — (П-62). [c.114]

Таким образом,ца основе. рассмотренной модели можно сделать вывод, что возмущения настолько велики, что температура стенкн равна средней температуре жидкости. В, принципе возможно введение некоторого коэффициента для учета сопротивления ядра. Расчет можно уточнить путем учета переменности величин для турбулентного ядра поперек пленки. [c.180]

В турбулентном ядре потока из-за турбулентного движения частички газа (жидкости) определенной скорости попадают на траекторию с большей или меньшей скоростью потока. Ввиду непрерывности потока расход перемешивающейся массы должен оставаться одинаковым в каждом сечении вдоль потока. Влияние импульсного обмена аналогично влиянию вязкой среды. Исходя из этого, для ядра потока можно записать уравнение, подобное уравнению (5), [c.10]

Для потока в середине трубы отношение с Шу/с/ /=0, поэтому касательное напряжение равное Тш у стенки снижается к середине трубы до величины т = 0. Внутри пристенного слоя градиент скорости очень высок и приблизительно постоянен от границы турбулентного ядра он очень быстро уменьшается к середине трубы. Однако касательное напряжение уменьшается медленно — от величины г=Хю до т=0. Поэтому значение турбулентной вязкости бт должно быть значительно меньше величины (I, полученной в уравнении (6). [c.10]

При исследовании потока в гладкой трубе можно отчетливо выделить два слоя. В ламинарном пристенном слое перенос теплоты в радиальном направлении обеспечивается теплопроводностью, а в турбулентном ядре — перемешиванием масс потока. Обозначим температуру теплового потока на расстоянии у от стенки трубы 1у. Тогда плотность теплового потока в поперечном направлении [c.10]

Передача тепла от ламинарного слоя к турбулентному ядру потока. [c.28]

Советский исследователь Стерман выполнил ряд теоретических и экспериментальных работ, посвященных вопросам кипения [99—104]. В 1953 г. автор вывел дифференциальное уравнение, описывающее конвективный перенос тепла при кипении, и уравнение, определяющее при кипении условия переноса тепла из ламинарного слоя в турбулентное ядро потока. Из анализа системы уравнений автор установил, что при кипении существует следующая критериальная зависимость [c.82]

При построении расчетных формул теплоотдачи на основе двухслойной модели потока значение условной толщины вязкого подслоя принимается значительно большим ( = 12-н 12,7), тем самым учитывается влияние переходной (между вязким подслоем и турбулентным ядром) зоны. В пределах вязкого подслоя касательное напряжение молено считать постоянным и равным значению его на стенке т с [c.162]

Кроме относительной скорости, в турбулентном потоке предполагается поперечная скорость у, которая вызывает перемешивание жидкости в турбулентном ядре потока. Связь между скоростями и и v представляется как связь при изменении формы объема. Размер в направлении и уменьщается на величину того [c.112]

Аналогии в химической технологии остаются постоянной дискуссионной темой. В литературных работах [20] следует обратить внимание на использование теории Мартинелли [21], содержащ,ую описание внутреннего турбулентного ядра поюка и развивающую аналогию Рейнольдса. Каждый автор принимал, что коэффициент проводимости турбулентного потока Н во всех трех случаях (для компонента, теплоты, импульса) имеет одинаковое значение. Никакой разницы в обозначениях Н для этих потоков тоже не делалось. По Мартинелли, значение Н для разных потоков неодинаково, и между ними существует линейная зависимость. Так, для потоков теплоты и импульса существует связь [c.100]

Наличие пульсационной скорости в турбулентном ядре потока приводит к интенсификации процессов переноса количества движения, теплоты и вещества. [c.21]

Дальнейи1ая обработка данных, представленных в виде графиков (рис. 31), показала, что величина Ъ не зависит от вязкости сплошной среды (при ее изменении от 0,01 до 0,0147 Па-с). Это наглядно показывает, что основная масса капель дробится в турбулентном ядре потока. Была установлена зависимость Ь 1/фж подтверждающая влияние фактора коалесценции капель, [c.64]

Подходя иначе к решению данной проблемы, Уилльямс и Джексон [945] предполагают, что происходит повторное смешение неосажденных частиц вследствие вихревой диффузии в турбулентном ядре газового потока. В остальном их предположения совпадают с предположениями Дойча. По существу дифференциальное уравнение, описывающее диффузию [уравнение (И1.1)], применяется с включением дополнительных членов, характеризующих наложение дрейфа частиц под воздействием электростатической силы. Уравнение преобразовано с помощью двух безразмерных параметров т, выражающего длину пути в электрофильтре (х) через расстояние между проволочным электродом и пластиной L), и ф — скорость дрейфа (м), выраженную через скорость потока [c.460]

Между турбулентным ядром и вязким подслоем имеетс -тонкий переходный участок, в котором по мере приближения к подслою резко уменьшаются турбулентные пульсации и интенсивно уменьшаются осредненные скорости. Так как характеристики потока изменяются по радиусу непрерывно, установить границы между этими участками можно только условно. [c.123]

При турбулентном ядре иртока для жидкостей, отличающихся большими числами Прандтля, наибольшее тепловое сопротивление имеет очень тонкий пристенный слой, течение в котором преимущественно ламинарного характера. Его толщина б существенно зависит от касательного напряжения у стенки т, которое представляет собой важный параметр, характеризующий режим течения и теплоотдачу. [c.8]

Для турбулентного ядра потока аналогично уравнению (9) запищем [c.11]

Согласно Шлнхтингу [85], а Ц,3, к 0,4. Область т) < а называется ламинарным (вязким) подслоем (фильмом), а область Т1 >а — турбулентным ядром [20]. [c.27]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология