Процесс - турбулентный перенос
Cтраница 4
Энергия турбулентных молей ( етурб) определяется энергией всего неоднородного множества молекулярных носителей, заключенных в турбулентных молях. В процессе переноса энергии турбулентными молями вещества в потоке среды одновременно осуществляется сложный нестационарный перенос энергии молекулярными носителями в самих турбулентных молях. В этих условиях интенсивный перенос турбулентных масс в потоке порождает значительную неоднородность температур в пространстве и во времени. Время уничтожения температурных неоднородно-стей зависит от размеров турбулентных молей, и для описания процесса турбулентного переноса тепла неизбежно приходится пользоваться осредненными значениями температуры. Особенно заметными температурные неоднородности в турбулентном потоке оказываются в местах больших градиентов температур, например у обтекаемой стенки с отводом или притоком тепла на поверхности. [46]
 |
Изменение-температуры турбулентно текущей жидкости в - - поперечном сечении круглой трубы с радиусом го при различных значениях числа Рг. [47] |
В ламинарном потоке тепло поперек течения передается теплопроводностью, в турбулентном - теплопроводностью и конвекцией. Так как у неметаллических теплоносителей коэффициент теплопроводности Сравнительно невелик, в турбулентном ядре тепло в основном переносится конвекцией. При этом основным термическим сопротивлением при передаче тепла поперек турбулентного потока является ламинарный подслой. В результате основное изменение температуры жидкости в поперечном сечении потока сосредоточивается у стенки, в турбулентном ядре температура изменяется сравнительно мало ( рис. 11 - 7) - В жидких металлах теплопроводность велика и может конкурировать с процессом турбулентного переноса. [48]
Выделение из общего турбулентного движения некоторого, сравнительно простого осредненного движения не меняет существа тех физических процессов, которые в действительности происходят в турбулентных движениях. Линии тока осредненного движения, непроницаемые для этого условно вводимого движения, проницаемы для пульса-ционного движения, которое переносит из слоя в слой сквозь линии тока осредненного движения количество движения, тепло, вещество и другие виды физических субстанций. Этот перенос, аналогично тому, как это имеет место в случае молекулярного переноса в ламинарных движениях, определяет турбулентное трение между слоями в осреднением движении, тепломассоперенос между ними и другие разнообразные явления переноса. Отличие от ламинарного ( молекулярного) переноса здесь в том, что носителями субстанции в турбулентном переносе являются не сравнительно ничтожные по массе отдельные молекулы, а конечные объемы жидкости, как иногда говорят, моли. В соответствии с этим и сами процессы турбулентного переноса называют молярными, в отличие от молекулярных процессов переноса в ламинарных движениях. [49]
Все приведенные выше результаты относятся к случаю ламинарного течения. Эти отклонения объясняются возникновением турбулентности в потоке в определенной точке вниз по - течению. II, вопросы неустойчивости, переходные процессы и процессы турбулентного переноса для ньютоновских жидкостей исследованы довольно подробно. В то же время действие указанных механизмов течения в неньютоновских жидкостях изучено пока недостаточно. В работе [49] был использован интегральный метод для анализа полностью развитого турбулентного переноса в жидкости около изотермической поверхности, который соответствовал интегральному методу, развитому в работе [13] применительно к ньютоновской жидкости. [50]
 |
Изменение температуры турбулентно текущей жидкости по радиусу г в кру глой трубе при различных значениях числа Прандтля. термически стабилизированное течение. [51] |
Так как у неметаллических теплоносителей коэффициент теплопроводности сравнительно невелик, в турбулентном ядре теплота в основном переносится кон ве кцйей. При этом основным термическим сопротивлением при передаче теплоты поперек турбулентного потока является вязкий подслой. В жидких металлах теплбпр оВодн бсть велики и может конкурировать с процессом турбулентного переноса. В эгкМ случае распределение температур будет существенно зависеть от теплопроводности, Из рис. 11.1 следует, что жидкости с малыми числами Рг характеризуются более равномерным переносом теплоты по всему сечению трубы. [52]
В воде сначала развивается процесс перехода в динамическом пограничном слое и лишь затем возникают турбулентные пульсации температуры. После разрушения последних участков ламинарного течения начинаются расширение спектра пульсаций и развитие процесса турбулентного переноса. Поле возмущений, которое первоначально формируется с помощью процесса селективного усиления, затем распространяется на весь спектр турбулентных пульсаций. Турбулентные вихри в широком диапазоне волновых чисел испытывают сильное влияние генерации турбулентности за счет выталкивающей силы. Амплитуда возмущения скорости достигает максимума в конце области перехода, тогда как интенсивность пульсаций температуры продолжает расти и ниже по потоку. Развитие процессов турбулентного переноса вызывает соответствующее увеличение тепловых потоков. [53]
Страницы: 1 2 3 4