Шпоры по гидре / мои билеты / 39

39. Механизм и структура турбулентного потока.

Измерения скорости движения частиц жидкости в фиксирован­ных точках турбулентного потока показали, что в каждый момент времени изменяется как ее величина, так и направление. Беспоря­дочный характер движения частиц жидкости — основная особен­ность турбулентности. Но при этом скорость, давление, температура по-прежнему являются непрерывными функциями пространства и времени. Несмотря на беспорядочность в изменениях скорости, всегда имеется основное на­правление движения, ка­ким является течение вдоль оси трубы.

Скорость, измеренную в данный момент времени, называют мгновенной. Мгновенную скорость можно разложить на три составляющие: осевую и поперечные - в плоскости живого сечения потока.

На рисунке показаны типичные графики изменения мгновенных скоростей во времени по каждому из направлений. Как видно из графиков, несмотря на кажущуюся беспорядочность изменений скорости, осредненное ее значение за достаточно большой промежуток времени остается все же постоянным. Поэтому при изучении турбулентных потоков вводятся в рассмотрение осредненные значения – притом не только скоростей, но также давления, плотности, температуры и т.д.

Отклонение мгновенной скорости от осредненной называют пульсацией скорости , которая определяется как разность

Среднее значение скорости:

Поперечные осредненные скорости равны 0

По этой схеме: у стенок образуется весьма тонкий слой жидкости, называемый ламинарным подслоем, в котором движение жидкости происходит по законам ламинарного режима; основная центральная часть потока (ядро), отделенная от этого подслоя переходной зоной, движется турбулентно с почти одинаковой для всех частиц жидкости осредненной скоростью.

Характеристики турбулентного движения могут меняться в зависимости не только от расхода жидкости, диаметра труб и вязкости жидкости, но также в зависимости от состояния внутренней поверхности трубы.