Турбулентные потоки. Осредненные скорости и напряжения. Пульсационные составляющие

Турбулентные потоки. Осредненные скорости и напряжения. Пульсационные составляющие

Турбулентные потоки. Осредненные скорости и напряжения. Пульсационные составляющие. Локальное измерение скорости турбулентности показало, что поле скоростей такого потока изменяется хаотично и хаотично. Однако изменение локальной скорости имеет ярко выраженную пульсационную характеристику. Значение компонента скорости «пульсирует» вокруг некоторого среднего значения. Рейнольдс предложил рассматривать мгновенные значения параметров турбулентного движения в виде суммирования средних значений (времени) и пульсирующих составляющих (добавок).

В этом случае мгновенные значения проекций скорости и напряжения описываются в следующем виде: них-них + уй = уй + уй \ их-у + р ^ р + р ’; м = м + м \ Все значения с барами вверху являются средним значением параметра T t T. «1 = р = г ^ рН(-, м = Ой, ой, ой, ой, ой, ой, ой. Где T-интервал времени усреднения. Пульсирующие компоненты предсказаний скорости и напряжения (также известные как пульсирующие добавки, пульсирующая скорость и напряжение) определяются следующим образом: я’х-их-ых \ уу = гггг ый; / ? ’= / ?• / ?; Си = м-м.

Осредненной местной скоростью является средняя скорость течения в данной точке, определяемая за достаточно продолжительный промежуток времени. Людмила Фирмаль

• В турбулентном движении величина пульсации является не только составляющей (проекцией) скорости, но и нормальным напряжением p и напряжением сдвига t. Величина пульсационного приращения средней по времени скорости и напряжения равна нулю. Понятно, что значения нормальных и тангенциальных напряжений, регистрируемых без индексов и их пульсационных составляющих (добавок), в каждом конкретном случае имеют необходимые показатели, характеризующие направление действия и область приложения этих напряжений.

Если рассматривать турбулентное движение, то интервал усреднения, Т, принимается большим enough. As в результате повторное усреднение не изменяет среднего значения пульсирующей составляющей. Пульсация мгновенных значений кинетических и динамических параметров в строгом смысле определяет тот факт, что турбулентное движение неустойчиво (даже если его средние характеристики не изменяются во времени).

• В турбулентном движении локальная средняя скорость может не зависеть от времени[установившееся среднее турбулентное движение (рис. 6.3）] 116. От времени [нестационарное среднее турбулентное движение (рис. 6.4)], в обоих случаях мгновенное значение локальной скорости в точке отличается от среднего значения. То есть пульсирует. Если на графике показано изменение во времени параметров, например, горизонтальной составляющей скоростей в определенных точках при установившемся среднем турбулентном движении (рис.6.3), то используется интегральное уравнение.

С ними (и это делается вывод, равный площади фиг Оабсье °Интервал между этими кривыми= U), то есть AVSB, абсцисс ОЕ и ординат ОА и åб, соответствующих началу и концу отведенного интервала времени t Их средние (с течением времени) значения отсюда будут равны значениям, показанным ранее. т. «*=Т1 » ял」 О Необходимо четко различать среднюю (в определенный момент времени) и среднюю скорость b = 0 / a для данного биомедицинского раздела((?Расход, ω-площадь биологического сечения).

Для оценки пульсирующей составляющей (добавки) скорости вводится стандарт, равный стандартному отклонению пульсирующей добавки. Степень турбулентности (интенсивности) Е представляет собой отношение среднеквадратичного отклонения пульсирующей составляющей (аддитивности) скорости к характеристической скорости потока (средней локальной скорости в конкретной точке, средней вертикальной скорости, средней площади поперечного сечения, максимальной скорости).

Все остальные моменты, входящие в уравнения для указанных основных функций, могут быть приближенно выражены через основные. Людмила Фирмаль

• Обычно характеристической скоростью является средняя скорость, средняя локальная скорость в определенной точке или динамическая скорость И* = / у (Обозначение известно: I-гидравлический радиус, I-гидравлический градиент). 117. Приписывая стандартное отклонение к средней скорости, мы получаем < aiu / X}, соответственно Согласно исследованию, наиболее распространенными результатами по описанию пульсирующей скорости в турбулентном движении являются.

Нахождение динамической скорости, т. е. соотношения, в этом случае кривые распределения Ex, eu, er получаются универсально по радиусу трубы или вдоль открытого потока. Турбулентность также характеризуется частотой пульсаций скорости. Эксперименты показали, что в турбулентном движении наблюдается достаточно широкий частотный спектр. В большинстве процессов, происходящих при движении турбулентных потоков (в трубопроводах) и безнапорных (каналах и реках), решающее значение имеет низкочастотная пульсация.

Смотрите также:

Курсовая работа по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Динамические свойства струи.
2. Ламинарный и турбулентный режимы движения жидкости. Число Рейнольдса и его критическое значение.
3. Двухслойная модель турбулентного потока.
4. Уравнения Рейнольдса.