|
|
Турбулентное движение и его особенности
 прямой на рис. 9.3, это значение может быть найдено в данной точке (так, как это следует из рис. 9.3):
т.е. Разность между величинами фактической мгновенной скорости
Следует различать осредненную скорость
Распределение скорости по сечению круглой трубы При турбулентном режиме С помощью полуэмпирической теории турбулентности получена зависимость для распределения скорости в круглой трубе при турбулентном режиме u = A lny + C,(9.3) где A и C – некоторые постоянные; y – расстояние от стенки. Таким образом, скорости в турбулентных потоках распределены по логарифмическому закону; такое распределение скорости характеризуется быстрым нарастанием ее у стенки и почти постоянной величиной в центральной части (рис. 9.4).
где um – значение скорости на расстоянии Рис. 9.4 расстоянии y от стенки трубы. Показатель степени n в этой формуле не постоянен и убывает с возрастанием числа Re. Так, при Re = 4·103 он равен 1/6, а при Re = 32·105 – 1/10. Среднее значение n, соответствующее гладкостенному режиму, равно 1/7. Для этого случая зависимость (9.11) называется «закон одной седьмой» для распределения скорости
Отношение vср и umax в условиях ламинарного режима равно 0,5, а при турбулентном режиме, как показывают опыты,– 0,85 – 0,95. Для инженерных расчётов возможно получить um и значение осредненной скорости в круглой трубе на любом расстоянии от стенки. Предварительно необходимо убедиться, что режим движения турбулентный. Вначале расход жидкости в трубе делят на площадь её сечения и определяют Vср Vср= Затем находят um um= Для определения u подставляют все уже известные величины в (9.5) и получают
 Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
,
будет равна высоте прямоугольника с основанием 
, равновеликого по площади криволинейной фигуре, ограниченной кривой 
, осью времени и вертикальными отрезками 
и 
.
и осредненной скорости 
в данной точке
,
называется пульсационной скоростью; ее величина изменяется от отрицательных значений до положительных, переходя через ноль.
в данной точке турбулентного потока и среднюю скорость по всему живому сечению 
. При ламинарном режиме пульсации скорости отсутствуют и мгновенная скорость является одновременно осредненной в каждой точке потока; в турбулентном потоке вначале в каждой точке путем осреднения получается скорость 
и только затем определяется средняя скорость по сечению. Процесс непрерывного перемешивания в турбулентном потоке вызывает появление дополнительного трения, которое оказывается во много десятков раз больше, чем трение при ламинарном режиме движения. При течении в круглой трубе в весьма тонком слое у стенки движение происходит слоями, так имеет место ламинарный режим (рис. 9.3). В этом слое, называемом ламинарным слоем, имеющем толщину 
скорость нарастает от нуля на стенке до некоторого значения 
. На расстоянии от стенки, большем 
, существует так называемый переходный слой толщиной 
, за которым в центральной части потока располагается турбулентное ядро.
Для распределения скорости в трубах часто используют эмпирические формулы, наиболее простой из которых является степенная
, (9.4)
от стенки (на оси трубы); r – радиус трубы; u – скорость на
. (9.5)
.
.
.