Гидродинамический пограничный слой турбулентного потока

Область за пределами гидродинамического пограничного слоя и застойных зон близ точек соприкосновения частиц принято называть ядром потока. Истинные локальные скорости в ядре потока также изменяются в пространстве (в зависимости от локальной геометрии слоя), а при турбулентном режиме течения подвержены и нерегулярным колебаниям во времени. Гидродинамическая картина [c.215]

Между ядром потока и ламинарным подслоем существует переходная зона, причем ламинарный подслой и эту зону иногда называют гидродинамическим пограничным слоем. Толщина его определяется тем, что напряжения сдвига между частицами жидкости в пограничном слое, обусловленные ее вязкостью и турбулентными пульсациями, а следовательно, значения V и [см. уравнение (И,40)] становятся сравнимыми 1Ю порядку. [c.47]

Как было показано выще, процесс переноса теплоты в движущейся жидкости определяется гидродинамической обстановкой. Для турбулентного потока характерно наличие вязкого подслоя, в котором течение определяется преимущественно действием сил вязкого трения, и турбулентного пограничного слоя с развитыми турбулентными пульсациями. За счет этих пульсаций в направлении, перпендикулярном направлению потока, перемещаются макроскопические элементы жидкости, являющиеся носителями энергии. Все процессы переноса в ядре турбулентного потока протекают с большой скоростью. Поэтому определяющую роль играют явления переноса в пристенной области. [c.299]

Гидродинамические особенности турбулентного потока в канале были рассмотрены в гл. 3. Здесь же следует отметить влияние гидродинамических условий на перенос вещества. В пограничном слое толщиной 8 (рис. 15-2) происходит резкое, близкое к линейному изменение концентраций поскольку в этой области потока скорость процесса определяется молекулярной диффузией, роль конвективной диффузии мала. Это объясняется тем, что на границе раздела фаз усиливается тормозящее действие сил трения между фазами и сил поверхностного натяжения на границе жидкой фазы. Образование гидродинамического пограничного слоя вблизи поверхности раздела фаз ведет к возникновению в нем диффузионного пограничного слоя толщиной 5д, обычно не совпадающей с 5 . В ядре потока массоперенос осуществляется в основном турбулентными пульсациями, поэтому концентрация распределяемого вещества в ядре потока практически постоянна. Как отмечалось выше, перенос вещества движущимися частицами, участвующими в турбулентных пульсациях, называют турбулентной диффузией. Перенос вещества турбулентной диффузией описывается уравнением, аналогичным уравнению (15.14а) [c.16]

В модели пограничного диффузионного слоя, которую можно считать дальнейшим развитием пленочной модели, отражено влияние гидродинамических условий на процесс массопереноса. По этой модели (рис. 15-3) копцентрация вещества, постоянная в ядре потока, в турбулентном подслое толщиной 5 постепенно снижается при приближении к пограничному слою (т. е. в буферном подслое), в котором соизмеримы молекулярные и турбулентные силы вязкости, т.е. С уменьшением масштаба пульсаций [c.19]

Условно различают центральную зону, или основную массу жидкости, называемую ядром потока, в которой движение является развитым турбулентным, и гидродинамический пограничный слой вблизи стенки, где происходит переход турбулентного движения в ламинарное. [c.47]

Наиболее полное отражение механизм массопередачи получил в теории В. Левича о диффузионном пограничном слое, развитой на основе современных представлений гидродинамики турбулентных потоков. Эта теория учитывает как молекулярную, так и конвективную диффузию, т. е. перенос вещества потоком жидкости, который имеет место в гидродинамическом пограничном слое главным образом в результате проникания в него турбулентных пульсаций. Молекулярный перенос становится определяющим лишь в узкой области около границы раздела, где коэффициент турбулентной диффузии меньше молекулярного. Диффузионный пограничный слой принципиально отличается от жидкой пленки Льюиса—Уитмена, так как его толщина зависит от гидродинамических условий, свойств жидкости и собственно коэффициента диффузии. В этом слое происходит резкое изменение концентрации и толщина его определится уравнением [c.73]

В ядре потока перенос тепла осуществляется одновременно теплопроводностью и конвекцией, причем совместный перенос тепла этими способами называется конвективным теплообменом (конвективной теплоотдачей). Механизм переноса тепла в ядре потока при турбулентном движении среды характеризуется интенсивным перемешиванием за счет турбулентных пульсаций, которое приводит к выравниванию температур в ядре до некоторого среднего значения Соответственно перенос тепла в ядре определяется прежде всего характером движения теплоносителя, но зависит также от его тепловых свойств. По мере приближения к стенке интенсивность теплоотдачи падает. Как будет показано ниже, это объясняется тем, что вблизи стенки образуется тепловой пограничный слой, подобный гидродинамическому пограничному слою (см. стр. 49), но, как правило, отличающийся от последнего по толщине. [c.290]

При течении среды на поверхности стенки образуется гидродинамический пограничный слой вязкой жидкости. В пределах этого слоя (по нормали к поверхности) скорость потока изменяется от нуля на поверхности до скорости невозмущенного потока на внешней границе слоя. Движение жидкости в пограничном слое может иметь ламинарный и турбулентный характер, а толщина слоя постепенно возрастает по направлению движения жидкости. [c.41]

Установлено существование турбулентности у поверхности, являющейся следствием гидродинамической неустойчивости, при которой малые возмущения вызывают конвективные потоки. При этом могут возникать изменения в концентрации реагирующих веществ в пограничном слое. [c.101]

Были проведены расчеты для участка, на котором одновременно происходит тепловая и гидродинамическая стабилизация турбулентного потока в трубе. Однако, по мнению авторов, такие решения имеют весьма ограниченную область применения и могут привести к ошибкам. Если труба имеет плавный вход, то возникает тенденция к развитию ламинарного пограничного слоя с последующим переходом к турбулентному течению, причем характеристики теплообмена в этом случае совершенно отличны от тех, которые существуют при формировании турбулентного пограничного слоя сразу же у входа в трубу, как это и принимается во всех подобных решениях. Если во входном сечении кромка трубы острая, то это вызывает отрыв пограничного слоя на входном участке и развитие турбулентности, определяющей значительно большую интенсивность теплопередачи на входном участке, чем это следует из решений, основанных на предположении о развитии турбулентного пограничного слоя. В гл. 7 приведены характеристики, основанные на экспериментальных данных для нескольких типов труб, имеющих острую входную кромку можно полагать, что эти данные гораздо точнее и полезнее при расчете теплообменников, чем имеющиеся аналитические решения. [c.88]

В этой связи следует еще указать на отмечавшуюся в работе [И] возможность проявления при некоторых условиях дополнительного механизма влияния поперечного потока вещества, заключающегося при испарении в турбулизации ламинарного пограничного подслоя или подслоя у поверхности раздела фаз и повышении уровня турбулентности в турбулентном пограничном слое или ядре потока смеси. Это влияние поперечного потока не должно вызывать в области малых и больших 1 нарушения аналогии между совместно протекающими в общем гидродинамическом поле процессами тепло- и массообмена, но может приводить к интенсификации обоих этих процессов и нарушению аналогии между ними и чистым теплообменом (не сопровождающимся поперечным переносом массы). Приведенные выше данные показывают, что поперечный поток вещества, незначительный по сравнению с основным продольным потоком газовой (парогазовой) среды даже при интенсивном испарении жидкости, может при определенных условиях оказывать существенное влияние на совместно протекающие процессы тепло-и массообмена и заметно нарушать аналогию между ними. Это не исключает, однако, того, что для других условий, часто встречающихся на практике, можно с достаточной для практических целей точностью принимать приближенно справедливой полную аналогию между указанными процессами. [c.128]

Введенные здесь соотношения применимы к дозвуковым и сверхзвуковым турбулентным течениям в каналах и в пограничном слое у поверхности обтекаемых тел. В сверхзвуковых потоках, однако, надо учитывать влияние на течение в пограничном слое ударных волн, образующих поверхности разрыва термодинамических и гидродинамических параметров потока (скоростей, плотностей и т. д.) вблизи обтекаемого тела. [c.107]

В ядре потока X, так как при этом количество теплоты, переносимое турбулентными пульсациями, значительно больше, чем молекулярной теплопроводностью. Очевидно, у стенки = 0. Интенсивность переноса теплоты в ядре потока выражают с помощью коэффициента турбулентной температуропроводности = Х р , который уменьшается но мере приближения к стенке в пограничном слое а., < а, а у стенки = 0. Принимают, что граница теплового пограничного слоя соответствует геометрическому месту точек, для которых = а. Значения и а и V обычно не совпадают, поэтому в общем случае не равны и толщины гидродинамического и теплового пограничных слоев, т. е. 5 ф 5 . Эти слои совпадают лишь при V а. Поскольку отношение м/а по существу представляет собой критерий Прандтля, так как Рг = у/а, то толщины гидродинамического и теплового слоев будут совпадать при Рг 1, т.е. при Рг 1 соблюдается подобие полей температур и скоростей и, таким образом, критерий Прандтля характеризует подобие этих полей. [c.282]

Аналогия Рейнольдса применима также и к турбулентному ядру потока при любых значениях критериев Рг и 5с, поскольку коэффициенты турбулентного обмена определяются одинаковым масштабом турбулентных пульсаций, значительно превышающим длину свободного пробега молекул. В турбулентных потоках аналогии тепло- и массопередачи рассматривается в приближении гидродинамического и диффузионного пограничных слоев. [c.101]

В том случае, когда газ распределен в жидкости, т. е. в барботажном гидродинамическом режиме, турбулентность газожидкостной системы еще не велика, но уже при переходе к пенному гидродинамическому режиму быстро наступает режим равномерной или развитой турбулентности. Следует еще раз отметить, что развитая турбулентность отмечается только в ядре потока как правило она не совпадает с турбулентностью в диффузионном пограничном слое. [c.119]

I — ядро турбулентного потока II — пограничный гидродинамический турбулентный слой [c.31]

Как показал В. В. Кафаров [52], при взаимодействии фаз в результате их относительного движения пограничные слои постоянно обновляются за счет турбулентного движения в каждой из фаз. При этом происходит изменение формы и размеров поверхности контакта фаз. Соотношение между молекулярным и конвективным переносом массы определяется гидродинамикой потоков фаз. Поскольку большинство реальных аппаратов работает в области турбулентного движения фаз и характеризуется интенсивным вихреобразованием на границе их раздела, массопередача осуществляется главным образом за счет конвективного переноса и является функцией гидродинамической обстановки в зоне межфазного контакта. [c.108]

Турбулентный режим движения. Согласно распространенным представлениям о турбулентности определяющую роль в процессах переноса в турбулентном потоке играет пограничный слой, прилегающий к границе раздела фаз. По мере удаления от входа в трубу происходит формирование гидродинамического и диффузионного пограничных слоев. На некотором удалении от входа формируется гидродинамически стабилизированный поток, а также происходит стабилизация поля концентраций. Длины участков гидродинамической и концентрационной стабилизации, вообще говоря, разные. Они определяются соответственно значениями коэффициентов кинематической вязкости V и диффузии О. При V = Д профили скорости и концентрации в потоке совпадают. При V ф О скорости и концентрации определяются значением критерия Шмидта Зс = v/D. При 5с > 1, т. е. при V > D, формирование профиля скоростей опережает формирование профиля концентраций. При 5с < 1 между ними имеет место обратное соотношение. [c.86]

Пограничный слой неоднороден по толщине (рис. 3.9). Зона быстрого изменения концентрации обычно называется диффузионным пограничным слоем при ламинарном течении обтекающего частицу потока или диффузионным подслоем в случае турбулентного течения. Необходимо отметить, что толщина диффузионного пограничного слоя (или подслоя) бд значительно меньше толщины гидродинамического слоя бр и находится в пределах 5-10" —5-10 м (см. рис. 3.9). Известно, что молекулярный механизм переноса целевого компонента будет преобладать над конвективным на расстоянии, меньшем бд от поверхности обтекаемой частицы. Толщина диффузионного пограничного, слоя бд зависит также от величины коэффициента диффузии В. [c.75]

Наряду с ограничениями, вытекаюш,ими из диаграммы состояния, на устойчивость фронта кристаллизации влияют гидродинамические условия в пограничном слое жидкости. При сильных турбулентных потоках наблюдается потеря морфологической устойчивости. Это происходит, например, при высоких скоростях испарения веш ества из зоны. По-видимому, при суммарном давлении пара соединения, превышающем атм (0.076 мм рт. ст.), в расплаве происходит столь интенсивное перемещение за счет испаряемого материала, что вырастить монокристалл такого соединения можно только тигельными методами. По-видимому, именно этим объясняются результаты экспериментов по получению монокристаллов ряда чистых окислов с помощью лазерного нагрева [10]. [c.224]

Каковы особенности ядра турбулентного потока и пограничного гидродинамического турбулентного слоя как основных областей развитой турбулентности [c.38]

Объяснить характер распределения вектора скорости воздуха в ядре турбулентного потока и вязком подслое пограничного гидродинамического слоя. [c.38]

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ В ПОТОКЕ. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ РАЗМЕРЫ И ХАРАКТЕР ОГРАЖДАЮЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ. ТУРБУЛЕНТНОСТЬ И ПОГРАНИЧНЫЙ СЛОЙ [c.63]

Данная работа представляет собой результат экспериментального исследования массоотдачи от стенки гладкой трубы к турбулентному потоку жидкости в значительно расширенном диапазоне чисел Прандтля (от 1000 до 31 000). Исследование проводили в специально сконструированной установке. Длина прямолинейного участка трубопровода, предшествовавшего рабочей секции, превышала диаметр в 100 раз, что обеспечивало гидродинамическую стабилизацию потока. Отношение длины рабочей секции к ее диаметру равнялось 15. Известно [2], что при Рг 1000 участок стабилизации концентрационного пограничного слоя составляет, в зависимости от числа Рейнольдса, от одного до двух диаметров трубы. Это позволило в настоящей работе пренебречь влиянием участка стабилизации концентрационного пограничного слоя на среднее число Нуссельта. [c.114]

В. В. Кафаров [51, 67, 205] выдвинул ряд положений, являющихся базой теории межфазного массопереноса, основанной на представлениях о межфазной турбулентности. На границе раздела фаз, течение которых не ограничивается твердыми стенками, возникает особый гидродинамический режим, характеризующийся образованием вихрей последние пронизывают пограничные слои и проникают вглубь фазовых потоков. Такой режим определяется как режим развитой свободной турбулентности. В этом режиме (режиме эмульгирования или турбулентной пены) двухфазная си-тема представляет собой недвижный комплекс газожидкостных вихрей со значительным развитием межфазной поверхности и быстрым ее обновлением. Газожидкостной системе присущи основные особенности свободной турбулентности — отсутствие гашения турбулентных пульсаций, наличие нормальных составляющих скорости, отсутствие заметного влияния молекулярных характеристик на массоперенос. Таким образом, межфазная поверхность сама становится источником турбулентности и масса переносится через поверхность раздела фаз вихрями с осями, перпендикулярными направлению движения потоков. Анализируя условия, в которых возникает межфазная турбулентность, В. В. Кафаров указывает [51], что вихри на межфазной поверхности возникают при различающихся по величине и направлению скоростях движения фазовых потоков, в частности в тарельчатых колоннах создается благоприятная обстановка для вихреобразования на границе раздела фаз. В наших экспериментах на тарельчатых контактных устройствах различного типа — это важное обстоятельство следует подчеркнуть еще раз — во всем исследованном диапазоне нагрузок по жидкости и газу наблюдался режим развитой свободной турбулентности (см. гл. ГУ, стр. 114). [c.155]

Теория пограничного слоя [3] позволяет существенно упростить общую систему уравнений (1.1) — (1-4), однако и в этом случае теоретически удается решить лишь несколько наиболее простых задач для изотермических условий гидродинамического обтекания тел малой кривизны. Удается также установить соотношения связи интенсивностей теплообмена и трения между турбулентным потоком и плоской поверхностью. [c.6]

Во многих практически важных случаях гидродинамическая обстановка в среде, омывающей неподвижную сферическую частицу, исключительно сложна и теоретические решения в основном ограничиваются течением при очень низких скоростях. Отрыв пограничного слоя развивается с повышением скорости потока область отрыва с ростом турбулентности все сильнее смещается в сторону, обратную точке набегания потока, и за сферой образуются вихри. [c.245]

Скорость реакции определяется лишь скоростью переноса реагирующего вещества к поверхности частицы и может быть увеличена только при изменении гидродинамического режима. Это связано с тем, что процессы обмена между газовым потоком и внешней поверхностью частиц материала определяются не только диффузией, но и конвекцией. С развитием турбулентности потока влияние конвективной составляющей растет, и диффузионный перенос преобладает лишь в сравнительно тонкой ламинарной пленке газа у поверхности частиц. Несмотря на небольшую толщину этой пленки, диффузия в пограничном слое протекает значительно медленнее конвекции вещества поэтому общая скорость переноса вещества в основном лимитируется диффузией, хотя падение концентраций может происходить и в турбулентной зоне. [c.181]

Говоря о скорости потока в зернистом слое , часто имеют в виду совершенно различные величины эта неопределенность связана с тем, что имеется несколько уровней и способов усреднения скорости потока. Самое детализированное описание гидродинамики потока дает задание истинных локальных скоростей в каждой точке свободного объема зернистого слоя. Истинная локальная скорость потока обращается в нуль у поверхности твердых частиц. При скоростях потока, обычных для промышленных каталитических процессов, близ твердой поверхности наблюдается резкий перепад скорости, сосредоточенный в тонком гидродинамическом пограничном слое, толщина которого мала по сравнению с характерным размером твердых частиц или промежутков между ними. Поле истинных локальных скоростей близ твердой поверхности определяет скорость иассо-и теплообмена между потоком и поверхностью твердых частиц (см. главу 1П). Влияние распределения истинных локальных скоростей потока близ твердой поверхности на процессы переноса в слое в целом сказывается лишь в том, что участки близ твердой поверхности, где скорость потока близка к нулю, могут играть роль застойных зон , в которых происходит задержка и накопление вещества, распространяющегося по слою с движущимся потоком. Особенно сильные застойные эффекты должны наблюдаться в областях близ точек соприкосновения твердых частиц (рис. VI.4). Эти области эквивалентны узким и глубоким каналам турбулентные пульсации в них не проникают, истинная локальная скорость потока близка к нулю, и перенос вещества осуществляется только с помощью медленного процесса молекулярной диффузии. [c.215]

Условия подготовки и формирования водяной струи высокого давления. Дисперсия механической энергии движущегося с большой скоростью потока внутри твердых границ осуществляется молекулярным переносом. Главная часть градиента скорости сосредоточена в пограничном слое. Источниками возмущений в пристеночной области пограничного слоя являются бугорки (выступы) шероховатости, которые усиливают завихренность поступающего потока. Состояние поверхности струеформирующих каналов существенным образом влияет на положение точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный, а следовательно, и на гидродинамические характеристики водяной струи [212, 22 З]. С увеличением средней скорости noToj a отношение толщины вязкого подслоя к величине абсолютной шероховатости, являющееся критериальным условием режима течения, снижается тем интенсивнее, чем хуже состояние поверхности. Так, в стволе гидравлического резака диаметром 0,05 м при средней скорости потока 25 м/с с увеличением абсолютной шероховатости с 0,1 до 100 мкм (т. е. в 1000 раз) толщина вязкого подслоя снижается только в 1,5 раза (с 12 до 8 кжм), коэффициент гидравлического трения увеличивается в 2 раза (с 0,011 до 0,023), линейная скорость на границе вязкого подслоя увеличивается в 1,5 раза (с 12 до [c.168]

Что касается гидродинамических условий сгорания сферических углеродных частиц, то заслуживают внимания опытные данные Цухановой и Колодкиной [Л. 59 и 27], показавшие, что при неподвижно закрепленных крупных частицах выгорание остается равномерным лишь при сравнительно умеренных скоростях обтекания. В этом случае на всей поверхности углеродного шарика наблюдается наличие тонкой светящейся пленки горящей СО, При увеличении скорости обтекания (> 0,3 -ь0,4 м1сек), как и следовало ожидать, возникает срыв пограничного слоя и догорание в турбулентном следе СО, смытой потоком с лобовой поверхности шарика. Такая обстановка процесса приводит к затормаживанию выгорания частицы в ее кормовой области, практически занятой инертной ПО отношению к углеродной поверхности СО. Таким образом, в случаях значительных скоростей обтекания углеродной частицы активная зона выгорания распространяется лишь на часть ее поверхности, что соответствующим образом снижает среднюю (на всю поверхность) скорость выгорания по сравнению с действительной скоростью в активной зоне горения. На фиг. 19-9 дается синоптическое изображение последовательного выгорания сферических частиц при большой скорости обтекания. [c.204]

На течение жидкости в развитом турбулентном пограничном слое, как и на профиль скоростей при ламинарном, влияют градиенты температуры в пограничном слое, вызывающие изменение вязкости и деформации профиля скоростей. Поэтому распределения скоростей и температур в пограничном слое оказываются взаимосвязанными. Точный расчет представляет большие трудности, поскольку в общем случае гидродинамический и тепловой пограничные слои деформируются по-разному. В связи с этим в расчетные зависимости, получаемые на основании обобщения опытных данных, вводится отношение Ргж/Ргет Для учета влияния направления теплового потока на профиль скоростей. Для расчета значений аор при движении потока вдоль плоской стенки рекомендуется формула [c.304]

Аналогия между переносом массы, тепла я механической энергии (количества движения). Сопоставляя рис.. УП-8 и Х-5, можно заметить принципиальное сходство между профилями изменения скоростей, температур и концентраций. Это указывает на то, что в определенных условиях существует аналогия между механизмами переноса массы, тепла в механической энергии. В ядре турбулентного потока, движущегося внутри трубы (канала), при перемешивании под действием турбулентных пульсйций происходит выравнивание скоростей частиц, а в процессах тепло- и массопереноса — выравнивание соответственно температур и концентраций. В пределах же пограничного подслоя, где действие турбулентных пульсаций становится пренебрежимо малым, наблюдается резкое падение скоростей, а также -температур и концентраций. При этом в общем случае толщины гидродинамического, теплового и диффузионного пограничных подслоев не одинаковы. Их толщины совпадают, когда равны величины кинематической вязкое V, коэффициента температуропроводности а и коэффициента молекулярной диффузии О. Как известно, значениям а п Е> пропорциональны соответственно количества переносимых массы, тепла и механической энергии в пограничном слое. Таким образом, аналогия между указанными процессами соблюдается при условия, что = а — О. [c.404]

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]

Интенсивность переноса тепла в ядре потока за счет определяется коэффициентом турбулентной температуропроводности а, = Величина а,, уменьшается вблизи стенки и на самой у11.8 структура т еп-стенке обращается в нуль. Обычно принимают, левого и гидродинамическо-что граница теплового пограничного слоя со- го пограничных суюев. ответствует геометрическому месту точек, для [c.291]

Существуют различные методы расчета чисел Рейнольдса возникновения турбулентности в пограничных слоях на основе линейной теории гидродинамической устойч1 вости. Один из первых методов [22] основывался на анализе точки потери устойчивости течения. Однако обычно ламинарно-турбулентный переход наступает значительно ниже по потоку от точки потери устойчивости и обусловлен протяженной областью развития неустойчивых возмущений. В связи с этим А. М. Смитом [256] (см. [22, 48]) была предложена схема, которая учитывает характер развития неустойчивости. Амплитуда неустойчивого возмущения заданной частоты (О может быть рассчитана как [c.231]

Значительная часть экспериментальных исследований внутренней структуры пристенной турбулентности выполнена в так называемых равновесных по Клаузеру турбулентных пограничных слоях, формирующихся при безградиентном или слабоградиентном обтекании простых тел невозмущенным потоком. Для таких сдвиговых течений существуют координаты, в которых профили средней (по времени) скорости, а также нормальных и касательных напряжений, кинетической энергии турбулентности, ее диссипации и других характеристик турбулентности являются автомодельными. В то же время, решение ряда практических задач, связанных, в частности, с разработкой оптимальных конструкций каналов теплообменников, камер сгорания авиационных двигателей и других устройств, содержащих элементы двугранных углов, требует знаний о гидродинамической и тепловой структурах течения за различного рода неровностями, выступами и препятствиями, широко встречающимися в таких устройствах [1, 2]. Однако обтекание отмеченных локальных источников возмущений в общем случае относится к классу течений, формирующихся в условиях резкого изменения шероховатости поверхности [3, 4] и характеризующихся неравновесностью, нередко весьма существенной. Этот вопрос со всей остротой возникает в проточных частях реальных промышленных устройств (турбомашины, теплообменные и технологические аппараты и т.п.). Сложность обтекаемых конфигураций в таких устройствах в значительной степени определяет внутреннюю структуру пристенных течений, поэтому распределения как средних, так и пульсационных характеристик потока не являются автомодельными. При использовании полуэмпирических моделей турбулентности для анализа таких течений все чаще выражается неудовлетворенность существующими локальными подходами [51 и, в частности, гипотезой Буссинеска, которая оказывается непригодной по крайней мере во внешней части слоя. По этой причине выражается озабоченность в связи с необходимостью разработки релаксационной теории, в основе которой была бы новая формула для напряжения турбулентного трения, позволяющая учитывать память пограничного слоя, т.е. свойство сдвигового потока запоминать особенности течения выше рассматриваемой области. Не случайно при расчетах неравновесных турбулентных пограничных слоев все отчетливее стала проявляться тенденция отхода от классической формулы Буссинеска, характеризующей линейную связь турбулентных напряжений с градиентом скорости [c.255]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология