Турбулизация - течение
Cтраница 3
 |
Распределение скоростей в турбулентном. потоке ньютоновской жидкости ( Ке20 000, й25 мм, вода при температуре 20 С. [31] |
В жидкости, текущей в турбулентном режиме, происходят беспорядочные локальные флуктуации как по скорости, так и по направлению; в то же время сохраняется средняя скорость, параллельная направлению потока. Средняя локальная скорость возрастает от нуля у стенки трубы до максимума у ее оси. Поскольку турбулизация течения начинается при превышении определенной критической скорости, в сечении трубы наблюдаются три разных режима, а именно, ламинарный в непосредственной близости к стенке, где скорость ниже критического значения, центральное ядро турбулентного потока и переходная зона, располагающаяся между ними. [32]
В основном эти градиенты создаются окружной скоростью. В центре закрученного потока обычно имеют место также возвратные течения, наличие которых еще более усиливает указанный выше эффект. В связи с турбулизацией течения при больших значениях Re малыми оказываются и времена ( t - t0), с которых начинается этот эффект. [33]
Кроме процессов взаимодействия струй и примыка-вия потоков - к стенкам, в пневмонике для выполнения функций управления используются и другие аэрогидродинамические процессы. Например, используется тур-булизация течения в струе. Струйный активный четы-рехвходовой логический элемент НЕ ИЛИ, при работе которого происходит турбулизация течения, показан па рис. 16 внизу слева. Из канала питания / вытекает струя, частицы воздуха в которой движутся без перемешивания; такая струя называется ламинарной. [34]
Рассматриваются характеристики течений воздуха, используемых для выполнения ряда операций: усиления непрерывных сигналов, релейных переключений, запоминания дискретных величин, логических операций, генерирования колебаний. Основными при этом являются эффекты взаимодействия струй и отрыва струи от стенки. Исследуются вопросы теории струйных элементов, в которых применяются и другие аэродинамические эффекты: турбулизация течения, завихривание струй и др. Описываются также методы расчета и экспериментального исследования пневматических дросселей, камер и коммуникационных каналов, имеющих для пневмоники такое же значение, как и струйные элементы. Эти методы могут использоваться и при выполнении аналогичных операций на потоках жидкостей. В приложении приведены краткие сведения из соответствующих разделов гидроаэродинамики. [35]
Одной из специфических особенностей атмосферы планеты является ее многокомпонентность и химическая активность атмосферных газов. Проявления турбулентности в однородном потоке и в реагирующем многокомпонентном потоке различны. Изменение плотности, температуры и состава смеси, возникающие из-за наличия химических реакций могут привести к турбулизации течения. [36]
Со времени классических исследований Рейнольдса известно, что течение Пуазейля нарушается при переходе от ламинарного к турбулентному режиму движения. По аналогии этот вывод наиболее часто привлекается для объяснения нарушения закона Дарси, которое связывается с турбулизацией течения. Последнее представляет собой существенно неправильную интерпретацию закона Дарси. [37]
Несмотря на отмеченные недостатки результатов Н. Н. Павловского, есть основания для их сопоставления с соответствующими результатами трубной гидравлики. Важно подчеркнуть, что критические значения числа Рейнольдса, подсчитанные по формуле (1.11), намного меньше тех, которые в трубной гидравлике соответствуют переходу ламинарного течения в турбулентное. Это служит одним из доводов в пользу того, что причины нарушения закона Дарси при высоких скоростях фильтрации ( увеличение влияния сил инерции по мере увеличения Re) не следует связывать с турбулизацией течения. [38]
Несмотря на отмеченные недостатки результатов Н.Н.Павловского, есть основания для их сопоставления с соответствующими результатами трубной гидравлики. Важно подчеркнуть, что критические значения фильтрационного числа Рейнольдса, подсчитанные по формуле (18.19), намного меньше тех, которые в трубной гидравлике соответствуют переходу ламинарного движения в турбулентное. Это служит одним из доводов в пользу того, что причины нарушения закона Дарси при высоких скоростях фильтрации ( увеличение влияния сил инерции по мере увеличения числа Рейнольдса) не следует связывать с турбулизацией течения. [39]
Несмотря на отмеченные недостатки результатов Н.Н.Павловского, есть основания для их сопоставления с соответствующими результатами трубной гидравлики. Важно подчеркнуть, что критические значения фильтрационного числа Рейнольдса, подсчитанные по формуле (18.19), намного меньше тех, которые в трубной гидравлике соответствуют переходу ламинарного движения в турбулентное. Это служит одним из доводов в пользу того, что причины нарушения закона Дарси при высоких скоростях фильтрации ( увеличение влияния сил инерции по мере увеличения числа Рейнольдса) не следует связывать с турбулизацией течения. [40]
Пользуясь таким приемом, нетрудно убедиться, что ширина зоны, охваченной разнонаправленным по глубине ветровым течением, обычно в 4 - 6 раз превышает ширину зоны, охваченной, например, у наветренного берега однонаправленным по глубине ветровым течением. Площадь сечения, охваченная градиентным течением в таких условиях, оказывается в 2 0 - 2 5 раза больше, чем площадь сечения, охваченная дрейфовым течением. Причинами названных различий являются различия в степени турбулизации течения - значительно большая в зоне действия, разнонаправленного по глубине течения, чем в зоне действия однонаправленного течения. [41]
При ламинарном течении коэффициент сопротивления падает с ростом числа Рейнольдса быстрее, чем при турбулентном течении. На рис. 32 изображен ( в логарифмическом масштабе) график зависимости А от R. Круто спадающая прямая соответствует ламинарному режиму ( формула (43.6)), а более пологая кривая ( практически тоже близкая к прямой) - турбулентному течению. Переход с первой на вторую происходит по мере увеличения числа Рейнольдса в момент турбулизации течения, который может наступить при различных значениях R в зависимости от конкретных условий течения ( от степени возму-щенности потока); в момент перехода коэффициент сопротивления резко возрастает. [42]
Одним из используемых эффектов является турбулизация течения, вызываемая управляющим воздействием на струю. Основная струя вытекает под малым перепадом давлений и соответственно с малой скоростью из канала питания, длина которого берется значительной по сравнению с диаметром его сечения. В последнем получается при этом полное давление, близкое к тому, которое имеется в потоке на выходе из канала питания. Если создается давление в канале управления 3, то под действием вытекающей из него струи происходит турбулизация течения в основной струе. Это вызывает изменение характера течения; последнее становится таким, как показано на рис. 18.1 6, причем давление в приемном канале 2 резко уменьшается. Изменение давления на выходе элемента используется для целей управления. [43]
Внутренние трубы изготавливают со многими видами обычных продольных ребер прямоугольного профиля. В некоторых случаях ребра делают прерывистыми, с разрывами на таких расстояниях, которые дают возможность жидкости, движущейся в межтрубном пространстве, перемешиваться. Если во внутренней трубе течет пар, то из-за сопротивления пленки конденсата может наблюдаться некоторая разница между коэффициентами теплоотдачи в верхней и нижней частях труб. Ребра другого вида имеют щели на поверхности или зубцы на торцах, что улучшает перемешивание теплоносителя. Ребра третьего вида приспособлены для разрушения пограничного слоя и турбулизации течения, что достигается путем поворота их на угол, обеспечивающий разрыв пограничного слоя. [44]
Рассмотрим процесс течения конденсата, выпадающего на вертикальной стенке. На начальном участке количество конденсата может быть недостаточным для образования сплошной пленки, и тогда там должен существовать тип конденсации, похожий на капельную. Далее капли конденсата будут растекаться по стенке ( так как последняя смачивается конденсатом данного пара), образуя пленку, которая под действием силы тяжести будет течь вниз. Толщина и скорость течения пленки на этом участке невелики, и течение будет ламинарное. Поэтому на каком-то участке должна начаться турбулизация течения пленки. Схема течения пленки конденсата на достаточно высокой стенке может быть представлена так, как это показано на фиг. [45]
Страницы: 1 2 3