Спектр - турбулентная пульсация
Cтраница 2
 |
Схема измерений спектральных характеристик турбулентного потока. [16] |
Пульсации квазистационарного потока передаются от низких частот к высоким, где полностью диссипируют. Такое представление турбулентного потока позволяет раздельно исследовать спектральные ( спектральная модель) и квазистационарные ( квазистационарная модель) характеристики турбулентного потока. На рис. 1 приведена принципиальная схема измерений спектра турбулентных пульсаций во входном ( в-в) и выходном ( 0 - 0) сечениях патрубка. Воздух из бака ( акустического фильтра) следует ко входному измерительному устройству в сечении в-в, затем проходит через исследуемый патрубок, выходное измерительное устройство в сечении 0 - 0 и через подпорную трубу с сеткой выходит в атмосферу. В измерительных устройствах установлены датчики, соединенные с регистрирующими приборами. При исследовании квазистационарной модели датчиками являются пневмометрические зонды, а регистрирующими устройствами - батарейные микроманометры. [17]
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. [18]
На рис. 4.14 приведены результаты работы [17] по влиянию дисперсной фазы на энергетический спектр пульсаций для течения с крупными частицами. Из приведенных данных следует однозначный вывод о том, что наличие в потоке крупных пластиковых частиц ( dp 3000 мкм) не оказывает влияния на частотные характеристики турбулентности во всем исследуемом диапазоне концентраций по всему сечению трубы. Выше говорилось о том, что эксперименты отчетливо выявили существенный рост интенсивности пульсаций скорости несущего воздуха при течении с крупными частицами. Выскажем предположение о том, что частотные характеристики турбулентности, порождаемой в следах за частицами, были близки к соответствующим параметрам чистого газа, вследствие чего присутствие частиц не оказывало влияния на спектр турбулентных пульсаций. [19]
Для нахождения интересующего пас коэффициента турбулентной вязкости в вязком подслое необходимо определить масштаб турбулентного движения. Поэтому распределение скоростей в вязком подслое определяется линейными уравнениями. Если в вязкий подслой проникает некоторый спектр турбулентных пульсаций, взаимодействие между отдельными пульсациями прекращается. Движение приобретает характер не зависящих друг от друга периодических движений, периоды которых Т остаются постоянными по всему вязкому подслою. [20]
Обратная величина 1 / / п vT / D является аналогом турбулентного числа Прандтля. Следует отметить, что уравнением ( 399) устанавливается линейная связь между диффузионным потоком энергии турбулентности и градиентом дЕ / ду. Такая связь, вероятно, правомерна только при условии, если турбулентная вязкость изменяется квазистационарно; это может быть только в том случае, если турбулентность в каждой точке равновесна. На самом же деле известно, что крупномасштабные и мелкомасштабные вихри ведут себя по-разному. Так, например, при вырождении однородной турбулентности за решеткой мелкомасштабные вихри вырождаются быстрее, чем крупномасштабные, что приводит к изменению спектра турбулентных пульсаций. Следовательно, в нестационарном движении может наблюдаться запаздывание по времени турбулентной вязкости ( релаксация), как и в случае движения неньютоновской жидкости. [21]
Страницы: 1 2