Турбулентное течение между параллельными плоскостями (течение в плоской трубе)

Турбулентное течение между параллельными плоскостями (течение в плоской трубе)

Турбулентное течение между параллельными плоскостями (течение в плоской трубе). Этот тип турбулентности (см. рис.8.1) может быть объяснен тем же методом полуэмпирической теории, который используется для турбулентности в цилиндрической трубе. Принимая во внимание структуру движения вблизи бесконечных плоских стенок (см. раздел 5.5), в этом случае мы опишем уравнения Рейнольдса 1-го и 2-го, учитывая, что существует продольный перепад давления. Из 2-го выражения видно, что величина p0-p + p (uy)*зависит только от x. It можно сделать вывод, что давление стенки всегда больше внутренней точки потока, так как величина r (u’y) стенки равна нулю, но в потоке она всегда положительна. Перепишите первое уравнение (9.1)в виде системы. Учитывая бесконечную длину канала, величина p (y’Y) r не может зависеть от x.

В области турбулентного ядра потока действует логарифмический закон, а для гладких стенок канала константы а и в выбираются из условий, более точно соответствующих экспериментальным данным. Людмила Фирмаль

• So, вместо p мы вводим p0 в уравнение (9.2) и в результате получаем уравнение. Напряжение сдвига стенки выражается как m0, и определяется C = m0.Из условия симметрии следует, что напряжение m на оси потока (в случае y-H / 2) будет равно нулю. ничья! ДХ = 2×01H. Таким образом, закон распределения касательных напряжений по поперечному сечению канала можно описать следующим образом: м = = ОО(1-2У / сек）、 Это аналогично соответствующему закону круглой трубы (см. раздел 6.7). Дальнейшее заключение закона распределения скорости и закона сопротивления основано на полуэмпирической теории передачи импульса С. 6.Только результирующие зависимости показаны в небольшом комментарии.

На рис. 9.5 приведены экспериментальные данные, обобщающие экспериментальные результаты турбулентного пограничного слоя на круглой трубе и пластине, а также плоском канале. Мы видим, что универсальный закон одинаково справедлив для потоков этих классов. Логарифмическая зависимость при значении A = 5.75(6.39); b = 5.1, отображается строка b. Кривая a соответствует зависимости у! хм = уу + / X или М0 = а ^ у / уу То есть линейное распределение скоростей характерно для вязкого подслоя. Ход этих кривых показывает, что двухслойная модель турбулентности в трубах, плоских каналах и пограничных слоях лишь приблизительно объясняет действительную структуру течения. Можно предположить, что 5 линейных законов скорости очень хорошо подтверждены.

• Для этих величин хорошо установлен логарифмический закон (6.39), который позволяет достичь наилучшего согласия с экспериментальными данными на этом участке вариации u / x, при незначительном изменении величин A и B. Наблюдается значительное отклонение экспериментальных точек в диапазоне 5 yi ^ / x 1 30, то есть между точкой B0 и рисунком 1 9.5, от каждого из вышеперечисленных законов. Это указывает на то, что влияние как молекулярной вязкости, так и турбулентной вязкости здесь является значительным, и общее напряжение должно быть выражено формулой (9.2).Поэтому многие авторы пытались усовершенствовать теорию, учитывая не только турбулентное течение, но и вязкое напряжение.

С учетом этих недостатков теории, основанной на двухслойной модели течения, исследователи искали другие пути решения проблемы. Людмила Фирмаль

• Было достигнуто несколько лучшее согласие между теоретическими и экспериментальными результатами, но расчетные зависимости стали более сложными. Помимо недостаточно точного соответствия экспериментальным данным зоны вблизи стенки, логарифмический закон (6.39)имеет еще один недостаток. По оси симметрии поток не соответствует естественным условиям. Поэтому А. турбулентное ядро. Закон распределения скорости и коэффициента гидравлического трения, приложенного к круглой трубе, а также приближенная расчетная зависимость, полученная по этому уравнению, соответствуют экспериментальным данным с достаточной точностью для практических целей.

Смотрите также:

Учебник по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Начальный участок ламинарного течения в трубах.
2. Неустойчивость ламинарных течений и возникновение турбулентности.
3. Структура и уравнения пристенного турбулентного пограничного слоя.
4. Расчет турбулентного пограничного слоя на пластине.