Основы гидравлики. Гусев В.П. - 28 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

28
пограничным слоем и турбулентным ядром четкой границы не существует. С
одной стороны, в ламинарный пограничный слой из турбулентного ядра
постоянно проникают отдельные вихри, а с другой – зарождающиеся здесь
турбулентные вихри отрываются и перемещаются в турбулентное ядро.
Таким образом, между слоями формируется переходная область.
Полученные результаты позволили предположить, что внутри пограничного
слоя существует ещѐ один слой, названный пограничным вязким подслоем, в
который не проникают турбулентные пульсации и в котором всегда
наблюдается слоистое движение: слои здесь никогда не перемешиваются
между собой. Такое представление о структуре турбулентного потока,
который, как правило, наблюдается при высоких скоростях движения,
позволил в будущем разработать и расширить представления о механизмах
всех без исключения процессов, касающихся переноса массы, импульса и
энергии.
Для оценки степени турбулентности потоков жидкости были
разработаны и используются следующие показатели:
интенсивность турбулентности I
п
:
𝐼
п
=
∆𝑤
𝑤
=
1
𝑤
1
3
(∆𝑤
𝑥
2
+ ∆𝑤
𝑦+
2
∆𝑤
𝑧
2
), (1.31)
здесь ∆w= ±∆w – пульсации истиной скорости движения частиц
относительно некоторой средней величины.
В случае, если пульсации одинаковые, т.е. ∆w
x
=∆w
y
=∆w
z
, то такая
турбулентность получила название изотропной турбулентности.
масштаб турбулентности l (или путь смешения) – путь, который
проходят совокупности частиц (макрочастицы) жидкости в поперечном
направлении к оси потока от момента возникновения до разрушения. При
этом, энергия, затрачиваемая на поддержание такого состояния,
непрерывно переходит от пульсаций крупного масштаба (имеется в виду
турбулентное ядро) к мелким (в пограничном слое). Известно, что
затрачиваемая энергия при колебательном движении равна произведению
амплитуды на частоту колебаний. Следовательно, можно предположить,
что крупномасштабные пульсации происходят с низкими частотами, а
мелкомасштабные – с высокими частотами.
В свою очередь поперечные перемещения частиц жидкости в
турбулентном ядре создают условия для возникновения дополнительных
касательных напряжений τ
т
1
, которые на пути поперечного перемещения
частицы со скоростью w
y
создают дополнительный импульс касательных
напряжений (τ
т
=ρw
y
∆w
x
, см. рис.1.4.). Если принять, что w
y
~∆w
x
, то связь

Страницы