Турбулентное касательное напряжение
Cтраница 4
К этому ламинарному подслою примыкает переходная область, в которой пульсации скорости уже настолько велики, что влекут за собой появление турбулентных касательных напряжений, сравнимых с силами вязкости. Наконец, на еще большем расстоянии от стенки турбулентные касательные напряжения полностью перевешивают ламинарные напряжения. Здесь и начинается собственно турбулентный пограничный слой. Толщина ламинарного подслоя обычно столь мала, что практически она либо совсем не может быть измерена, либо может быть измерена только с очень большим трудом. Тем не менее этот подслой оказывает решающее влияние на развитие течения и особенно на возникновение сопротивления, что вполне понятно, так как явления, происходящие в подслое, вызывают касательные напряжения на стенке, а вместе с ними и сопротивление трения. [46]
В литературе по пограничному слою эмпирическое соотношение ( 1) использовалось недостаточно, поскольку в большинстве работ, посвященных анализу потока с турбулентным касательным напряжением, мало обращалось внимания на дифференциальные уравнения, описывающие основной поток. [47]
Пульсации скоростей на границе раздела транзитной струи и водоворотной области наряду с интенсивными перемещениями вихрей приводят к появлению повышенных по сравнению с равномерным движением турбулентных касательных напряжений. [48]
Так как при этом более быстрые слои тормозятся, а более медленные ускоряются, то между ними возникает динамическое взаимодействие, которое проявляется в виде турбулентных касательных напряжений. [49]
Уравнение ( 10 - 11в), выражающее универсальное распределение скорости, получено для турбулентного движения вдоль плоской стенки ( движение в канале), в котором учитываются только турбулентные касательные напряжения. Молекулярные касательные напряжения в расчете не учтены. При сравнительно больших числах Рей-нольдса уравнение ( 10 - И в) выполняется хорошо не только в потоках над плоской поверхностью, но и в трубах, а также, как будет показано ниже, в пристеночной части турбулентного пограничного слоя в потоках с переменным продольным градиентом давления. [50]
Еще раз подчеркнем, что универсальные законы распределения скоростей выражаемые формулами (19.21) и (19.27) [ или (19.33) ], выведены для такого турбулентного течения, в котором, за исключением тонкого слоя в непосредственной близости от стенок, учитывается только турбулентное касательное напряжение, ламинарное же трение в расчет не принимается. Такое допущение оправдывается лишь при сравнительно больших числах Рейнольдса. [52]
Отметим, что при выводе закона ( VI1 - 82) в турбулентной части пристенной области потока учитывалось только турбулентное касательное напряжение и не учитывалось ламинарное, поэтому формула ( VI1 - 82) дает лучшие результаты для потоков с большими числами Рейнольдса, в которых преобладают турбулентные касательные напряжения, а ламинарные малы и их влиянием можно пренебречь. [53]
В итоге более высоким значениям отношения массовых расходов твердых частиц и газа соответствует большая концентрация твердых частиц у стенки. Турбулентное касательное напряжение на стенке, обусловленное наличием в потоке твердых частиц, равно dsusv s [6, 7], где u s и v s - пульсационные составляющие скорости твердых частиц ( см. разд. [54]
 |
Распределение турбулентных пульсаций скорости и касательных напряжений в потоке ( измерения Рейхарда в гидравлически гладкой прямоугольной трубе.| Сложение двух синусоидальных колебаний. [55] |
На том же рис. 4.24 показано изменение турбулентных касательных и суммарных касательных напряжений, отнесенных к касательному напряжению на стенке. Турбулентное касательное напряжение, определяемое процессами турбулентного перемешивания, равно нулю на стенке трубы, достигает максимума вблизи стенки и далее с удалением от стенки уменьшается по линейному закону, сводясь к нулю в центре трубы. [56]
Через поверхность раздела благодаря пульсацион-ным поперечным скоростям происходит некоторый обмен жидкости между водо-воротной областью и транзитной струей. Турбулентные касательные напряжения ( см. § 4 - 7), действующие вдоль поверхности раздела, относительно велики. Поэтому потеря напора в пределах водоворотной зоны получается большая. На длине переходного ( послеводоворот-ного) участка имеем также повышенные потери напора сравнительно с дальнейшими участками равномерного движения. [58]
Страницы: 1 2 3 4