ОБОБЩЕННАЯ ФОРМУЛА ДЛЯ СКОРОСТИ ТУРБУЛЕНТНЫХ И ЛАМИНАРНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ТРУБАХ
https://doi.org/10.30724/1998-9903-2018-20-7-8-136-146
Аннотация
На основе решения предложенного ранее уравнения движения (в концепции «вихревой засыпки») получена обобщенная формула для профиля скорости турбулентного и ламинарного течения в трубах. Формула имеет двучленный степенной вид. Полученное решение позволяет рассматривать скорость турбулентного ядра потока, или, точнее, осредненную по времени величину осевой компоненты этой скорости, как сумму трех слагаемых – несущего, параболического и степенного непараболического. Показано, что профиль турбулентной скорости основной части потока описывается именно параболическим слагаемым. Предложено преобразование уравнения движения, в решениях которого как ламинарный, так и турбулентные профили скоростей (в основной части потока) являются прямыми (или очень близкими к ним) линиями. Отмечены некоторые особенности турбулентного течения, сходственные с течениями в зернистом слое.
Ключевые слова
Об авторах
Л. Э. МеламедРоссия
Меламед Лев Эммануилович – канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник
Г. А. Филиппов
Россия
Филиппов Геннадий Алексеевич – д-р техн. наук, академик РАН по ОММПУ
Список литературы
1. Zagarola M.V., Smits A.J. Mean-flow scaling of turbulent pipe flow // J. Fluid Mech. 1998. V. 373, pp. 33‒79.
2. McKeon B.J., Li J., Jiang W, Morrison J.F., Smits A.J. Further observations on the mean velocity distribution in fully developed pipe flow // J. Fluid Mech. 2004. V. 501, pp. 135‒147.
3. George W.K. Is there a universal log law for turbulent wall -bounded flows? // Phil. Trans. R. Soc. A. 2007. V. 365, pp. 789‒806.
4. Баренблатт Г.И., Корин А.Дж., Простокишин В.М. Турбулентные течения при очень больших числах Рейнольдса: уроки новых исследований // Успехи физических наук. 2014. T. 184, № 3. C. 265‒272. https://ufn.ru/ru/articles/2014/3/e/.
5. Вигдорович И.И. Описывает ли степенная формула турбулентный профиль скорости в трубе? // Успехи физических наук. 2015. Том 185 , № 2. C. 213‒216. https://ufn.ru/ru/articles/2015/2/.
6. Баренблатт Г.И., Корин А.Дж., Простокишин В.М. К проблеме турбулентных течений в трубах при очень больших числах Рейнольдса // Успехи физических наук. 2015. T. 185, № 2. C. 217‒220. https://ufn.ru/ru/articles/2015/2/.
7. Заволженский М.В., Руткевич П.Б. Развитая турбулентность в трубах. М.: ИКИ РАН , 2007. № 2140. 38 с.
8. Меламед Л.Э. Уравнение турбулентного движения в трубах // Письма в Журнал технической физики. 2015. T. 41, Вып. 24. C. 23‒28. http://journals.ioffe.ru/articles/viewpdf/42592.
9. Reichardt H. Vollstadige Darstellung der turbulenten Geschwindigkeitsverteilung in glatten Leitungen // Z. Angew. Math. Mech. 1951. Db. 31. No. 7. Pp. 208‒219.
10. Меламед Л.Э., Филиппов Г.А. Моделирование турбулентности как «вихревой засыпки» // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2017. T. 19. № 9‒10. C. 122‒132.
11. Меламед Л.Э. Метод локальных флуктуаций и моделирование неоднородных сред // Письма в Журнал технической физики. 2016. T. 42, Вып. 19. C. 31‒37. http://journals.ioffe.ru/articles/viewpdf/43761
12. Гольдштик М.А. Процессы переноса в зернистом слое. Новосибирск, 2005. 358 с.
Рецензия
Для цитирования:
Меламед Л.Э., Филиппов Г.А. ОБОБЩЕННАЯ ФОРМУЛА ДЛЯ СКОРОСТИ ТУРБУЛЕНТНЫХ И ЛАМИНАРНЫХ ТЕЧЕНИЙ В ТРУБАХ. Известия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИ. 2018;20(7-8):136-146. https://doi.org/10.30724/1998-9903-2018-20-7-8-136-146
For citation:
Melamed L.E., Filippov G.A. THE SUMMARIZED FORMULA FOR VELOCITY OF TURBULENT AND LAMINAR FLOWS IN PIPES. Power engineering: research, equipment, technology. 2018;20(7-8):136-146. (In Russ.) https://doi.org/10.30724/1998-9903-2018-20-7-8-136-146