ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пульсационные и средние по времени значения скорости из "Явления переноса" Перед тем как начинать обсуждение вопросов турбулентного течения с аналитической точки зрения, сделаем несколько замечаний, касающихся физической сущности турбулентности. Для определенности рассмотрим только течение в круглой трубе. [c.146] Кроме того, было показано, что в этом случае перепад давлений строго пропорционален объемной скорости потока. [c.146] Ламинарный режим течения в круглых трубах отвечает числам Рейнольдса Не = / РМ. не превышающим примерно 2100, хотя устойчивое волнообразное движение [4] устанавливается при Ке 1225. Ламинарный режим может временно сохраняться и при Ке 2100, если труба, по которой течет жидкость, очень гладкая и в системе отсутствуют вибрации. Если же внутренняя поверхность трубы имеет заметные шероховатости или система подвержена действию каких-либо внешних возмущений, внутри ламинарного потока наблюдается хаотическое движение, которое, в конечном счете, приведет к возникновению турбулентности. [c.147] В действительности, описанная картина слишком упрощена, поскольку хаотическое движение охватывает не все пространство внутри трубы. В центре трубы пульсации скорости почти полностью хаотичны. Однако в непосредственной близости от стенки масштаб пульсаций в осевом направлении значительно превышает соответствующей масштаб в радиальном направлении, а на самой стенке все пульсации обращаются в нуль. Отсюда с очевидностью следует, что физические свойства турбулентного потока должны претерпевать заметные изменения вдоль радиуса трубы. Хотя эти изменения происходят непрерывно, принято считать, что турбулентный поток в трубе включает три зоны 1) ламинарный подслой, в котором поле скоростей подчиняется закону вязкости Ньютона 2) буферную зону, где ламинарный и турбулентный механизмы переноса количества движения сравнимы между собой 3) область полностью развитой турбулентности, в которой чисто ламинарные эффекты практически не сказываются на характере течения. [c.147] До сих пор речь шла главным образом об осредненных скоростях. Обратимся теперь к пульсациям скорости. Проследим за доведением жидкости в некоторой фиксированной точке трубы, где существует турбулентный поток. Представим себе, что в течение того времени, пока происходит наблюдение за выделенной точкой, перепад давлений, под действием которого движется жидкость, медленно увеличивается, так что в данном случае соответственно медленно возрастает средняя скорость движения жидкости. [c.147] Указанную мгновенную скорость можно выразить в виде суммы средней по времени скорости и нульсационной скорости Юг . [c.148] Полезно иметь представление о порядках значений турбулентных пульсаций. На рис. 5-1 и 5-2 приведены некоторые экспериментальные кривые, полученные для турбулентного потока между двумя плоскими пластинами. Рис. 5-1 показывает, что масштаб пульсаций в направлении потока превышает соответствующий масштаб в направлении, перпендикулярном потоку. Из этого рисунка следует также, что значения продольного и поперечного масштабов сближаются по мере приближения к центру канала (т. е. существует тенденция к установлению режима изотропной турбулентности в центральной части канала). [c.148] Вернуться к основной статье