ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
6
ся в несжимаемой жидкости лишь потенциальными силами, например, си-
лами трения.
В турбулентном движении, в отличие от ламинарного, в процессе пе-
ремешивания участвуют не только отдельные молекулы, но и группы мо-
лекул, т.е. турбулентные частицы или моли.
Переход от ламинарного к турбулентному течению жидкости сопро-
вождается изменением закона сопротивления,
а также изменением формы
эпюры местных скоростей, причем для турбулентного потока речь идет о
местных усредненных скоростях. Вследствие турбулентного переноса ко-
личества движения профиль скорости пристеночного потока в трубах ста-
новится более выровненным, чем при ламинарном течении. Это ведет к
увеличению градиентов скоростей вблизи стенки и повышению касатель-
ных напряжений. Перенос
количества движения, теплоты и вещества при
турбулентном движении происходит за счет молекулярных и турбулент-
ных процессов трения, теплопроводности и диффузии, среди которых пре-
обладающую роль уже играют турбулентные процессы.
При сверхкритических значениях числа Рейнольдса (Re>Re
кр2
) всегда
имеет место турбулентное течение. Обычно в прикладной гидромеханике
при расчетах принимают Re
кр2
=2320.
Экспериментами установлено, что критическое число Рейнольдса тем
больше, чем меньше возмущений в жидкости на входном сечении трубы.
Большой резервуар, плавный вход в трубу и устранение других факторов
возмущений позволяют «затянуть» переход ламинарного режима в турбу-
лентный до чисел Рейнольдса ~ 5·10
4
. Однако при этом малейшее возму-
щение мгновенно нарушает устойчивость такого течения и переводит его в
турбулентное.
Существенное затягивание ламинарного режима в трубах малого диа-
метра (до Re
кр
~10
4
) достигается при введении в поток воды и других жид-
костей высокомолекулярных добавок полимерных веществ в малой кон-
центрации (полиакриламида, полиизобутилена и др.), обладающих длин-
ноцепочечной неразветвляющейся структурой. Сетка из растворенных мо-
лекул полимера вытягивается вдоль стенки и способствует гашению воз-
никающих турбулентных пульсаций.
На величину критического числа Рейнольдса существенно влияет
форма потока. Так, Re
кр
увеличивается в сужающих трубах и уменьшается
в расширяющихся трубах, т.к. при ускоренном движении частиц жидкости
в сужающихся трубах их тенденция к поперечному перемешиванию
уменьшается, а при замедленном движении в расширяющихся трубах –
увеличивается.
Турбулентность – это наиболее сложный вид движения жидкости,
который наиболее распространен в природе и технике. Наблюдение тече-
ний
при больших числах Рейнольдса существенно затрудняется, если
изучение режимов течения жидкостей проводится на моделях. Физически
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
