Турбулентность часть 4
Величина CVAQ называется коэффициентом турбулентной теплопроводности. В случае, когда в потоке имеется химическая или механическая примесь с концентрацией с, при турбулентном перемешивании
Так как механизм переноса свойства вещества или примеси к нему, очевидно, отнюдь не тождественен с механизмом переноса количеств движения, то возникает вопрос, совпадают или не совпадают между собой численные значения коэффициентов AQ (или Ам) и Ат. При решении этого вопроса выяснилась необходимость различать турбулентность, обусловленную трением около стенок, от турбулентности, возникшей из свободной поверхности раздела. Для последнего вида турбулентности соответствующие опыты были произведены Фэджем (A. Fage) и Фокнером (V. М. Falkner) по предложению Тэйлора. Измеряя одновременно профиль скоростей и профиль температур в потоке жидкости позада обтекаемого нагретого стержня

К тому же результату привели новые измерения Рейхардта3 над смешением струи воздуха с воздухом другой температуры. Что касается турбулентности первого вида, т. е. турбулентности в слоях жидкости, прилегающих к стенке, то до сих пор обычно принимали, что AQ = Ат, и это предположение не приводило к противоречиям с измерениями теплопередачи. Однако в последнее время Рейхардт в своем теоретическом исследовании о законах теплопередачи в турбулентных слоях жидкости вблизи стенок показал, что из одновременных измерений профиля скоростей и профиля температур, произведенных Элиасом (F. Elias) около обтекаемых пластинок и Лоренцом(Н. Lorenz) в трубах
Очевидно, что такого же рода соотношения должны иметь место и между Ам и Ат.

Различие в соотношениях между AQ и Ат для турбулентности обоих видов объясняется тем, что в турбулентных потоках около стенок преобладают, по-видимому, вихри с осями, параллельными направлению потока, а в свободных турбулентных потоках — наоборот, преобладают вихри с осями, перпендикулярными к направлению потока. Вихри первого рода не изменяют средней скорости потока, в то время как вихри второго рода значительно влияют на нее таким образом, что профиль скоростей получается острее, чем профиль средних температур или средней концентрации. Опыты Гран-Ольсона над распределением температуры и скорости позади нагреваемой решетки из стержней также показали, что теплопередача при свободной турбулентности значительно сильнее переноса количеств движения, и поэтому разности температур выравниваются значительно быстрее, чем разности скоростей.
Реклама
Copyright © 2008