Турбулентный перенос - импульс - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Турбулентный перенос - импульс

Cтраница 3

При указанных допущениях число Прандтля оказывает влияние только на теплообмен в подслое. В турбулентной области пограничного слоя существенны только коэффициенты турбулентного переноса импульса и тепла, которые согласно основному допущению равны независимо от числа Прандтля. При этом плотность полного теплового потока изменяется, однако в турбулентной области пограничного слоя условие du / dt const [ уравнение ( 11 - 6) ] остается справедливым. Следовательно, независимо от числа Прандтля тепловой и динамический пограничные слои имеют приблизительно одинаковую общую толщину, пока основной механизм переноса тепла и импульса - чисто турбулентный. [31]

Можно считать, что при Рг1 скорости обмена импульса тепла одинаковы и, следовательно, измеренные коэффициенты турбулентного переноса импульса и тепла должны быть равны. Поэтому коэффициент турбулентного переноса тепла должен быть меньше коэффициента турбулентного переноса импульса. При числах Прандтля, больших единицы, ситуация прямо противоположна. [32]

Модель процесса турбулентного обмена импульса. [33]

Для того чтобы удовлетворить уравнению неразрывности, другой элемент жидкости должен, очевидно, двигаться в противоположном направлении. Именно это движение элементов жидкости в поперечном к основному течению направлении и определяет механизм турбулентного переноса импульса, тепла и вещества. [34]

Опыты по теплообмену при турбулентном течении жидкостей с высокими числами Прандтля - весьма чувствительны к турбулентному переносу тепла в подслое, так как молекулярный перенос тепла сильно подавлен. Однако мы не располагаем аналогичным способом подавления молекулярного переноса импульса с тем, чтобы исследовать непосредственно турбулентный перенос импульса. [35]

Среди этих проблем заслуживают упоминания: динамические и термодинамические процессы в газовых потоках больших скоростей, движение электропроводных жидкостей и газов ( плазмы) в электрических и магнитных полях, ламинарный и турбулентный перенос импульса ( трение), тепла и вещества ( примесей) в потоках ньютоновских и неньютоновских жидкостей и много других физических и химических явлений, сопутствующих движениям реальных жидкостей и газов. [36]

Вводимые таким образом коэффициенты турбулентного обмена не являются физическими постоянными, а зависят от структуры, кинематики и масштабов турбулентного движения, характера исследуемого процесса и его масштабов. Проблема замыкания системы уравнений переносится на задание коэффициентов турбулентного обмена, что в значительном числе случаев сделать проще, чем задание самих турбулентных потоков. Проблема замыкания системы уравнений турбулентного переноса импульса, тепла, влаги и соли не решена окончательно до сих пор. [39]

Коэффициенты турбулентного переноса значительно превышают соответствующие молекулярные коэффициенты. Однако в отличие от последних они не являются физическими свойствами жидкости, а зависят от всех параметров течения и изменяются в потоке от точки к точке. Сущность аналогии, предложенной Рейнольд сом, состоит в том, что коэффициенты турбулентного переноса импульса и тепла считаются одинаковыми в любой точке течения. [40]

Для расчета теплообмена в турбулентной области пограничного слоя применим теперь несколько другой подход. В рассматриваемом диапазоне чисел Прандтля ( от 0 5 до 10) коэффициенты турбулентного переноса значительно выше соответствующих коэффициентов молекулярного переноса. Поэтому в дифференциальных уравнениях движения и энергии можно пренебречь кинематическим коэффициентом вязкости и коэффициентом температуропроводности по сравнению с коэффициентами турбулентного переноса импульса и тепла ( см. также гл. [41]

Наиболее информативной представляется работа [7], в которой систематизированы результаты по исследованию влияния сил плавучести на интегральные и локальные характеристики течения в вертикальных обогреваемых трубах, полученные авторами ранее, и содержатся новые результаты. Получен большой объем информации по профилям скорости и температуры, а также распределениям одноточечных вторых моментов пульсаций скорости и температуры, характеризующим энергию пульсаций и турбулентный перенос импульса и тепла. [42]

Выше было указано на необходимость учета нестационарного в действительности характера установившегося в среднем турбулентного потока при оценке средней скорости горения. Для расчета турбулентного газового факела, как отмечалось в § 1 - 1, большое значение имеет приближенная модель диффузионного горения с бесконечно большой скоростью химической реакции. В этом предположении, естественно, приведенные соображения о расчете среднего значения ЙУ остаются за рамками расчетной схемы. На первый план выступает вопрос о разумной аппроксимации эффективных характеристик турбулентного переноса импульса, энергии и вещества. Вопрос этот, однако, не является специфичным для турбулентного горения газа, а относится к общей теории турбулентного пограничного слоя и к опорному для расчета факела разделу ее - к теории турбулентных струй. [43]

Считается, что частица переносится диффузией от центра трубы на расстояние А от стенки. Это соответствует области / на фиг. Оставшееся расстояние ( область / /) частица проходит исключительно за счет своей инерции без помощи турбулентной диффузии. Таким образом, предполагается, что в области / частица имеет коэффициент турбулентной диффузии, равный коэффициенту турбулентного переноса импульса в газе. На границе областей I к II радиальная скорость частиц считается равной среднеквадратичной пульсационной скорости среды в этой точке. Кроме того, величина этой скорости считается достаточной для того, чтобы частицы могли достичь стенки за счет своей инерции. [44]

Результаты расчетов по уравнению ( 9 - 23) для области подслоя хорошо соответствуют опытным данным при высоких числах Прандтля. Следует, однако, отметить, что согласно этой модели коэффициенты турбулентного переноса тепла и импульса предполагаются одинаковыми. Если учесть поправку Дженкинса, результирующие расчетные числа Нуссельта будут значительно выше полученных экспериментально. Возможно, это объясняется тем, что уравнение ( 9 - 23) правильно описывает изменение только коэффициента турбулентного переноса тепла в подслое, а точных значений коэффициента турбулентного переноса импульса в подслое мы пока не знаем. [45]

Страницы: 1 2 3 4