Турбулентный механизм переноса энергии.
Турбулентный перенос энергии можно рассматривать по аналогии с молекулярным:
(2.20) Коэффициент турбулентной теплопроводности lт определяется свойствами системы и режимом движения среды. Суммарный поток энергии при конвективном движении складывается из молекулярного и конвективного переноса, а при турбулентном движении из молекулярного, конвективного и турбулентного переноса: (2.21) Перенос импульса. В рассмотренных выше явлениях переноса массы и энергии переносимые субстанции являлись скалярными величинами, а поток скалярной величины есть вектор. Импульс сам векторная величина, а ее поток будет обладать большей размерностью, а именно, представлять собой тензор второго ранга, для задания которого требуется уже 9 чисел.
Молекулярный перенос импульса.
Z
Wx Fтр Y X Рис. 2.3
Рассмотрим движение по оси X . Скороссть Wx меняется по оси Z. Молекулы, переходя из области с большими скоростями, в область с меньшими скоростями, будут переносить импульс, ускоряющий движение в направлении оси X и наоборот. Количество движения по оси X (rWx), переносимое вдоль оси Z за еденицу времени через еденицу поверхности:
t zx = - r n dWx / dz (2.22)
r n = m Здесь m,n - коэффициенты динамической и кинематической молекулярной вязкости.
Это уравнение носит название закона Ньютона. Величину txz можно трактовать как касатальную силу вязкого трения, действующую в направлении оси X на еденичную площадку, перпендикулярную оси Z.
Тензор потока импульса называется тензором вязких напряжений. txx txy txz tyx tyy tyz tzx tzy tzz
Здесь txx tyy tzz – нормальные напряжения, остальные – касательные. Все элемены тензора вязких напряженй потока импульса можно объяснить аналогично вышерассмотренному tzx .
Конвективный перенос импульса. Среда движения по оси X со скоростью Wx . Тогда импульс еденичного объема равен rWx. Следовательно, перенос количества движения по оси X за еденицу времени через едедницу поверхности равен:
t xx = r WxWx (2.23)
Если жидкость движется и по оси Y , тогда импульс rWx ,будет переноситься и в направлении оси Y .
t yx = r WxWx (2.24)
Аналогичным образом можно рассмотреть перенос импульса по всем направлениям, что даст 9 компонентов тензора конвективного потока импульса:
(2.25)
Тубулентный перенос импульса. Перенос импульса за счет тубулентного механизма можно записать по анологии с молекулярным:
t zx = - m т dWx / dz = - r n т d Wx/ dz (2.26)
Здесь mт , nт – динамический и кинематический коэффициент турбулентной вязкости. Остальные 8 элементоов тензра турбулентного потока импульса можно записать аналогично. При конвективном течении жидкости поток импульса складывается из молекулярного и конвективного, а при турбулентном – молекулярного, конвективного и турбулентного:
(2.27)
Тензор вязких напряжений t состоит из 9 элементов, которые включают молекулярный и турбулентный перенос импульса: Например: t zx = -( m м + m т ) dWx / dz (2.28)
Итак, рассмотрены уравевия переноса массы, энергии и импульса. Они анологичн
Конвективный Субстанция в поток = едином объеме: Конвективная субстанции r - масса, * скорость rW- импульс, rE¢ - энергия
Коэффициенты Молекулярный поток = переноса: движущая сила Субстанции D – массы * процесса l - энергии m - импульса
Турбулентный поток переноса субстанции аналогичен молекулярному.
2.1.4 Законы сохранения субстанции. Законы сохранения могут записываться применительно как ко всей системе или ее частям (интегральная форма), так и к определенным точкам пространства (локальная форма), использоваться для среды в целом или отдельных компонентов.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (242)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |