Энергия турбулентная

Размеры наименьших вихрей / , которые составляют турбулентный поток и в которых энергия турбулентного движения преобразуется (диссипирует) в теплоту, для изотропной турбулентности могут быть найдены из уравнения Эйнштейна [c.120]

В [35] применялся численный метод [36 для решения систем эллиптических дифференциальных уравнений в частных производных для задачи о потоке, падающем на поверхность из единичного щелевого сопла. Система уравнений должна быть замкнута с помощью более или менее произвольной гипотезы о взаимосвязи между корреляциями турбулентных пульсаций (например, и и, о р, v T ) и средними значениями скоростей, давлений, температур и т. д. Метод дает множество подробной информации о всем поле течения линиях тока, линиях равной завихренности, изотермах и линиях равной энергии турбулентности. К сожалению, расчеты были выполнены только для одного фиксированного относительного расстояния от сопла до пластины Я/В=8. Числа Нуссельта находятся в хорош ем согласии с данными измерений [20[. Однако их поперечное изменение значительно отличается от измеренных кривых, особенно для низких чисел Рейнольдса. [c.269]

Числа Рейнольдса крупномасштабных пульсаций имеют порядок величины числа Рейнольдса всего потока. Для этих пульсаций силы вязкости не играют никакой роли. Наложение друг на друга крупномасштабных пульсаций порождает мелкомасштабные пульсационные движения, для которых Ре быстро снижается с уменьшением К. В крупномасштабных пульсациях заключена основная часть кинематической энергии турбулентного движения, которая постепенно переходит к пульсациям меньших масштабов, имеющих меньшие скорости их- Хотя число мелкомасштабных пульсаций весьма велико, они содержат лишь малую часть кинетической энергии потока. Тем не менее мелкие.пульсации играют очень важную роль в турбулентном потоке. [c.43]

Постепенный прогресс в проблеме моделирования турбулентности привел к созданию моделей, в которых потоки переносимых турбулентностью субстанций рассчитываются по локальным значениям двух скалярных характеристик кинетической энергии турбулентности к и скорости ее диссипации е. [c.89]

При использовании (к - г )-модели турбулентности в качестве основных величин, определяющих турбулентный перенос, принимаются локальные значения кинетической энергии турбулентности к и скорости ее диссипации , которые удовлетворяют следующим модельным уравнениям переноса [c.90]

Многие свойства турбулентности могут быть выражены через две величины. Одна из них — интенсивность турбулентности j — является мерой средней кинетической энергии турбулентного движения. щ — отклонение скорости потока // от ее среднего значения Uf в данном направлении, где Uf = Uf - -+ Uf. Вторая величина — физический размер (или, иначе, время жизни) рассматриваемых вихрей — связана с коэффициентом корреляции скорости Rf. Выраженные в форме Лагранжа (в системе, движущейся с элементом среды) скорости газа, разделенные промежутком времени т, связаны соотношением [c.79]

EI (k), Е] (п) — одномерная составляющая энергетического спектра турбулентности Fu(k) — доля энергии турбулентного движения (в осевом направлении), связанная с k [c.268]

Некоторые соображения о влиянии, которое частицы могут оказывать на энергию турбулентности жидкости, можно получить из рассмотрения работы, совершаемой жидкостью над частицами [4]. Для очень мелких частиц, время релаксации rv которых много меньше, чем время жизни вихрей te, можно показать, что средняя скорость совершения работы единицей объема вихря на частицах равна [4] [c.272]

Имеет смысл сравнить масштаб времени 1/п в диапазоне вихрей, порождающих энергию турбулентности, с временем релаксации частиц. Пример такого [c.280]

Поперечные (вертикальные) пульсации в турбулентном потоке переносят вниз более нагретый воздух, а вверх — холодные массы. На этот процесс тратится энергия турбулентных пульсаций, которая возникает в результате вихревого трения при вертикальном сдвиге скоростей ветра. [c.26]

Р — безразмерная скорость порождения энергии турбулентности [c.281]

Л —малые вихри, порождающие энергию турбулентности вблизи стенки, тонкая ламинарная область. [Эту область правильней называть вязким подслоем. — Прим. ред В —утолщенная ламинарная область С — развитое вихревое движение на значительном расстоянии от стенки. [c.283]

Для практических расчетов по формуле (5.4) необходимо в каждом конкретном случае оценить среднюю локальную скорость диссипации энергии турбулентного течения, фигурирующую в определении чисел Пекле и Рейнольдса (5.3). Подчеркнем, что турбулентность не обязана быть однородной, достаточно лишь, чтобы твердая частица проходила по всем участкам рассматриваемого объема суспензии примерно с одинаковым временем пребывания в каждом участке. Например, в широко распространенных на практике смесительных аппаратах с ме- [c.108]

Для оценки величины энергии турбулентных пульсаций можно воспользоваться экспериментальной зависимостью, полученной в работе [1241, согласно которой энергия турбулентных пульсаций Етр (3. 13) для воздушного потока не превышает 3% от кинетической энергии струи. Для топливной струи, имеющей значительно большую вязкость по сравнению с воздухом, энергия турбулентных пульсаций составит меньше 1 % от общей энергии струи. Основная часть потенциальной энергии напора будет преобразована в кинетическую. Учитывая небольшую часть энергии турбулентных пульсаций и потерь, для практических расчетов можно принять, что весь напор преобразуется в скоростной, и кинетическая энергия струи равна для механических форсунок [c.100]

В большинстве применяемых в промышленности форсунок для распыливания используется потенциальная энергия напора топлива, или кинетическая энергия воздуха или пара. Однако, как показано в гл. 3, для дробления струи на капли затрачивается очень небольшая часть энергии напора в виде энергии турбулентных пульсаций, волновых колебаний, аэродинамического сопротивления и кавитационных образований. Одна из первых попыток увеличить волновые колебания была предпринята в дизельных форсунках путем так называемого дробящего истечения, которое заключалось в разделении одного цикла подачи топлива на систему отдельных, более кратковременных впрысков [219]. Эта же идея была использована в форсунках непрерывного действия, в которых подача топлива кратковременными последовательными впрысками способствовала более мелкому распыливанию. Улучшение распыливания при дробящей подаче обусловливается резкими (ударными) увеличениями скоростей, что вызывает дополнительные волновые колебания. Организация такого истечения достигается с помощью установки двух дросселирующих сечений, одно из которых изменяется клапаном с пружиной. Эта схема создает автоколебания гидромеханической системы, состоящей из насоса, гидравлического аккумулятора и форсунки. Частота колебаний в таких форсунках достигает 200—1000 гц. [c.229]

По мере дальнейшего расширения спектра частот в нем образуется так называемая инерционная область, которая соответствует локально изотропной турбулентности. В этой области спектральная плотность кинетической энергии турбулентности уменьшается с увеличением волнового числа X по закону [118]. Эта зависимость была получена для спектра пульсаций скорости в несжимаемой жидкости. Корсику [28] удалось обобщить результаты и показать, что она справедлива также для спектра пульсаций температуры, если рассматривать температуру как пассивную скалярную величину в поле течения. В конвективной области спектра пульсации температуры также подчиняются закону —5/3. [c.65]

Большой вклад в изучение в СССР вихревого эффекта внес А.П. Меркулов. В предложенной им гипотезе процесса энергетического разделения большое внимание уделено турбулентному энер-гообмену. Энергия турбулентности используется для осуществления работы охлаждения вынужденного вихря, так как за счет радиальной составляющей турбулентной пульсационной скорости элементарные турбулентные моли перемещаются по радиусу в поле высокого радиального градиента статического давления . При адиабатном сжатии или расширении турбулентные моли изменяют свою температуру, соответственно вызывая нафев или охлаждение газа при смешении со своим слоем. Передавая тепло из зоны низкого в зону высокого статического давления, они осуществляют элементарные турбулентные циклы. Охлаждение имеет место только в приосевом потоке, так как в нем и статическая температура, и окружающая скорость падают, обеспечивая снижение полной температуры . Основная доля кинетической энергии исходного потока зафачивается на закрутку вынужденного вихря и дисси-пирует в турбулентность. Энергия на закрутку передается до тех пор, пока не наступит равновесие со свободным вихрем в сопловом сечении . Считается, что формирование центрального потока происходит по всей длине фубы и завершается в сопловом сечении. Учет поля центробежных сил проводится через радиальный фадиент статического давления. Передача кинетической энергии направлена от периферии к оси, и часть ее расходуется на турбулентность. Термодинамическая температура в приосевой области ниже, чем в периферийной области вихревой трубы. [c.23]

Чтобы получить соотношения для 1ь, йь и перепишем уравнение равновесия кинетической энергии турбулентности (11.6.26) с учетом ее порождения за счет выталкивающей силы [c.76]

Для асимптотического состояния теплового равновесия изотропной турбулентности 1ь 1ь, йь—Из баланса производства кинетической энергии турбулентности за счет выталкивающей силы и ее диссипации получим в соответствии с уравнением (11.7.27) [c.77]

При другом подходе используется модель турбулентности с одним уравнением. В ней наряду с заданной длиной пути перемешивания решается уравнение баланса кинетической энергии турбулентности К. Имеются модели турбулентности с двумя уравнениями. В них величина определяется путем решения уравнения баланса кинетической энергии К и уравнения для скорости диссипации е. Модели такого типа рассматривались в работах [1, 161]. [c.80]

Здесь турбулентная вязкость = р V / не является (в отличие от вязкости ц) только индивидуальным свойством жидкости, а зависит от характеристик ее пульсационного течения. Молекулярная вязкость ц отражает вклад теплового движения молекул в рассеяние (диссипацию) энергии турбулентная вязкость выражает вклад пакетов (ансамблей) при их пульсационном движении. Отдельные молекулы переносят количество движения на длину их свободного пробега турбулентные пульсации — на значительно больщие расстояния, характеризуемые длиной пути смещения /. [c.154]

Рк— генерация кинетической энергии турбулентности р — давление, Па [c.63]

Действительно, наличие частиц в газовом потоке уменьшает турбулентность самого потока за счет частичной диссипации энергии турбулентных вихрей, омывающих частицу. Следует предви- [c.32]

Для моделирования турбулентности иногда используется уравнение средней кинетической энергии турбулентных пульсаций скорости. Это уравнение, называемое обычно урав11еиием турбулентной энергии, можно записать в следующем виде [c.108]

На рис. 5, построенном на основе данных измерений [5], показан баланс энергии турбулентности при течении в трубе (Не- 5-10 " ). Положительные величины озилчяют прирост энергии турбулентности. [c.124]

Это уравнение описывает баланс следугои1их пяти процессов генерации энергии турбулентности, ее вязкой диффузии, турбулентной диффузии и диффузии под влияние,и пульсаций давлеиия и ее диссипации, В первом приближении можно считать, что производство уравновешивается диссипацией всюду, за исключением центральной области трубы, где турбулентность поддерживается диффузией энергии турбулентных пульсаций. По мере приближения к пристсночиому слою начинается быстрое изменение всех слагаемых. Диффузионные слагаемые изменяют знак. В пристеночном слое оба турбулентных диффузионных слагаемых велики, ио противоположны по знаку, поэтому в балансе энергии нх суммарный вклад почти не проявляется. [c.124]

Из фиг. 8.2 видно, что Fu(k) k l в диапазоне 0,1<й<5 для измерений, проведенных наиболее близко к -стенке при y/D — 0,0041. Это безразмерное расстояние от стенки рассчитано по закону стенки yu /v 100. Хотя, располагая столь ограниченными данными, трудно проводить точные оценки на больших расстояниях от стенки, чем показано на фиг. 8.2, масштабы времени вихрей, связанных с порождением энергии турбулентности, как и следовало ожидать, здесь существенно больше. Однако, как можно заметить из фиг. 8.3, максимальная скорость порождения энергии турбулентности значительно ближе к стенке, где yu /v = 11,5. Здесь более энергосодержащие порождающие энергию турбулентности вихри имеют значительно меньший масштаб времени. [c.280]

По-видимому, в опытах зарубежных авторов пульсации искусственно имитировались гармоническими колебаниями перепада давления во внешнем потоке. В действительности же пульсацион-ные составляющие давления, плотности и скорости изменяются во времени по более сложному закону, поэтому они характеризуются целым, возможно бесконечным спектром частот (длин волн). Сообразно этому, разложение энергии турбулентного движения по частотам будет содержать не один член, а большое (бесконечное) их число, убывающее с увеличением частоты. Поэтому возможно, что критическую для данного сечения пограничного слоя частоту несет как раз тот член в разложении энергии, вели- [c.110]

Коалесценция может быть ускорена или замедлена путем изменения степени турбулентности в дисперсиях. Высокая турбулентность приводит к повышению частоты соударения капель и росту общей вероятности коалесценции. Однако следующий за соударением двух капель процёсс удаления пленки требует определенного времени для того чтобы стало возможным слияние капель. Эта пленка упруго действует на капли, предотвращая их слияние, поэтому с усилением турбулентности будет уменьшаться вероятность коалесценции. Эффективность сил, препятствующих коалесценции, будет функцией размеров каждой капли, так как адгезия и динамический напор являются функциями диаметра капель. В связи с этим возможно, что энергия турбулентных вихрей, подводимая к паре маленьких капель, может оказаться недостаточной для преодоления адгезии. Так, например, Шиннар [931 показал, что сила адгезип двух капель диаметрами и d равна [c.310]

Модели с двумя дифференциальными уравнениями. Даьшая группа моделей является наиболее представительной. Первая модель такого трша была предложена еще в 1942 г. в классической работе Колмогорова [41], в которой были сформулированы замкнутые уравнения переноса кинетической энергии турбулентности к и удельной (в единице объема) скорости ее диссипации ш. Однако интенсивное развитие моделей с двумя уравнениями и их внедрение в практику расчетов началось гораздо позже — в конце 1960-х — начале 1970-х гг. При этом все без исключения последующие модели, так же как и модель Колмогорова, используют в качестве одного из двух уравнений >рав- [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология