Турбулентный режим движения

Турбулентный режим движения существует в трубах, если число Рейнольдса больше критического числа Рейнольдса Re > Re_кр = 2000¸2320. Турбулентный режим движения по своей природе нестационарный режим, поэтому и давления и скорости в любой точке меняются с течением времени. На рисунок 4.5 приведено изменение составляющей местной скорости вдоль оси x с течением времени u_x(t). Среднее значение этой скорости за достаточно большой промежуток времени называется осреднённой скоростью

(4.23)

Разность местной скорости и осреднённой скорости называется пульсацией скорости u¢_x(t)

(4.24)

Пульсации скорости происходят как вдоль оси трубы, так и по радиусу трубы. Поэтому частицы жидкости, находящиеся у стенки трубы и имеющие маленькую скорость вдоль оси трубы могут оказаться на оси трубы, где большие скорости и будут тормозить эти слои. А частицы жидкости, находящиеся на оси трубы и имеющие большую скорость вдоль оси трубы могут оказаться у стенки трубы, где маленькие скорости и будут ускорять эти слои.

Рисунок 4.4 - Пульсации– пульсации местной скорости в турбулентном потоке.

Поэтому за счет пульсаций скоростей эпюра скорости при турбулентном режиме у стенки быстро возрастает, чем при ламинарном режиме, а на оси трубы эпюра более пологая.

Рисунок 4.5 - Структура– структура потока при турбулентном режиме

Рисунок 4.6 - Гидравлически гладкие (a) и шероховатые трубы (b)