Турбулентное Течение
Турбулентное Течение в Энциклопедическом словаре:
Турбулентное Течение - (от лат turbulentus - бурный - беспорядочный),течение жидкости или газа, при котором частицы жидкости совершаютнеупорядоченные, хаотические движения по сложным траекториям, а скорость,температура, давление и плотность среды испытывают хаотические флуктуации.Турбулентное течение устанавливается при Рейнольдса числах Re, большихнекоторого критического Reкр, и отличается от ламинарного теченияинтенсивным перемешиванием, теплообменом, большими значениями коэффициентатрения и пр. В природе и технике большинство течений жидкостей и газов -турбулентные течения.
Определение «Турбулентное Течение» по БСЭ:
Турбулентное течение (от лат. turbulentus - бурный, беспорядочный)
форма течения жидкости или газа, при которой их элементы совершают неупорядоченные, неустановившиеся движения по сложным траекториям, что приводит к интенсивному перемешиванию между слоями движущихся жидкости или газа (см. Турбулентность). Наиболее детально изучены Т. т. в трубах, каналах, пограничных слоях около обтекаемых жидкостью или газом твёрдых тел, а также так называемых свободные Т. т. - струи, следы за движущимися относительно жидкости или газа твёрдыми телами и зоны перемешивания между потоками разной скорости, не разделёнными какими-либо твёрдыми стенками.
Т. т. отличаются от соответствующих ламинарных течений как своей сложной внутренней структурой (рис. 1), так и распределением осреднённой скорости по сечению потока и интегральными характеристиками - зависимостью средней по сечению или максимальной скорости, расхода, а также коэффициента сопротивления от Рейнольдса числа Re. Профиль осреднённой скорости Т. т. в трубах или каналах отличается от параболического профиля соответствующего ламинарного течения более быстрым возрастанием скорости у стенок и меньшей кривизной в центральной части течения (рис. 2). За исключением тонкого слоя около стенки профиль скорости описывается логарифмическим законом (то есть скорость линейно зависит от логарифма расстояния до стенки). Коэффициент сопротивления
λ= 8τw /ρvІcp (где τw - напряжение трения на стенке, ρ - плотность жидкости, vcp - её скорость, средняя по сечению потока) связан с Re соотношением
λ−1/2=(1/ x√8) In (λ1/2 Re) + B,
где x и В - числовые постоянные.
В отличие от ламинарных пограничных слоев, турбулентный пограничный слой обычно имеет отчётливую границу, беспорядочно колеблющуюся со временем (в пределах 0,4 δ - 1,2 δ, где δ - расстояние от стенки, на котором осреднённая скорость равна 0,99 v, a v - скорость вне пограничного слоя). Профиль осреднённой скорости в пристенной части турбулентного пограничного слоя описывается логарифмическим законом, а во внешней части скорость растет с удалением от стенки быстрее, чем по логарифмическому закону. Зависимость λ от Re здесь имеет вид, аналогичный указанному выше.
Струи, следы и зоны перемешивания обладают приблизительно автомодельностью: в каждом сечении х = const любого из этих Т. т. на не слишком малых расстояниях x от начального сечения можно ввести такие масштабы длины и скорости L (x) и v (x), что безразмерные статистические характеристики гидродинамических полей (в частности, профили осреднённой скорости), полученные при применении этих масштабов, будут одинаковыми во всех сечениях.
В случае свободных Т. т. область пространства, занятая завихренным Т. т., в каждый момент времени имеет чёткую, но очень неправильную форму границ, вне которых течение потенциально. Зона перемежающейся турбулентности оказывается здесь значительно более широкой, чем в пограничных слоях.
Лит. см. при ст. Турбулентность.
А. С. Монин.
Рис. 1. Турбулентное течение.
Рис. 2. Профиль осреднённой скорости: а - при ламинарном, б - при турбулентном течении.
Турбоэлектроход
Турбулентное Течение
Турбулентность
