Розподіл локальних швидкостей в трубі круглого поперечного перерізу за розгінного руху рідини
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.162330Ключові слова:
циліндрична труба, рух рідини, структура потоку, генерація турбулентності, термоанемометрична аппаратураАнотація
Представлені результати експериментальних досліджень розгінного руху рідини в циліндричній трубі зі стану спокою. За прискореного руху рідини спостерігається затягування ламінарного режиму із його подальшим переходом до турбулентного при миттєвих числах Re, які на кілька порядків перевищують критичне Re в стаціонарних умовах. Для визначення локальних характеристик нестаціонарного потоку використано термоанемометричну апаратуру. Як датчики для вимірювання локальної швидкості в трубі був застосований термоанемометричний конічний датчик, а для вимірювання дотичних напружень – датчик, що змонтований врівень з внутрішньою стінкою труби. Для обробки експериментальних даних крім усереднення за ансамблем було також проведено додаткове згладжування осередненням в часі за п'яти сусідніми точками. Виявилося, що для отримання більш гладких функцій для шуканої характеристики необхідно мати в ансамблі набагато більше дослідів, особливо в пристінній ділянці. Встановлено, що за прискореного руху рідини зі стану спокою до виникнення турбулентності зберігається рівномірний розподіл швидкостей в перерізі труби і лише в тонкому пристінному шарі спостерігаються градієнти швидкостей. Різкий перехід в характеристиці дотичного напруження на стінці труби τ0 за зміни ламінарного режиму турбулентним спостерігається також в характеристиках локальних швидкостей. У момент переходу до турбулентного режиму з'являється переломна точка на графіку зміни величини середньої швидкості, а розподіл швидкостей та інтенсивність турбулентності зазнають значних змін в порівнянні зі стаціонарними турбулентними потоками. Турбулентність генерується в пристінній ділянці та поширюється до центру перерізу трубопроводу практично з постійною швидкістю. Фронт переходу від ламінарного до турбулентного режиму за неусталеного руху рідини в трубі поширюється у напрямку центру перерізу майже з постійною швидкістю
Посилання
- Mochalin, E. V. (2002). Variacionnaya formulirovka zadachi o prostranstvennom dvizhenii neszhimaemoy zhidkosti. Sb. nauchn. Trudov DGMI, 15, 269–280.
- Bondarenko, N. I., Terent'ev, Yu. I. (2009). O neustanovivshemsya dvizhenii szhimaemoy zhidkosti v napornom truboprovode. Mosk. gos. tekhn. un-t. Moscow, 54. Dep. v VINITI RAN 15.10.2009, No. 620-V2009.
- Kozlov, L. F., Babenko, V. V. (1985). Razvitie teorii pogranichnogo sloya. Vestnik AN USSR, 3, 91–92.
- Chung, D., Pullin, D. I. (2009). Large-eddy simulation and wall modelling of turbulent channel flow. Journal of Fluid Mechanics, 631, 281. doi: https://doi.org/10.1017/s0022112009006867
- Hnativ, R. M. (2012). Eksperymentalne vyznachennia pulsatsiyi dotychnykh napruzhen na stintsi truboprovodu pry perekhidnomu rezhymi rukhu ridyny. Promyslova hidravlika i pnevmatyka, 3 (37), 52–54.
- Hnativ, R. M. (2013). Doslidzhennia rozpodilu shvydkostei pry neustaleniy techiyi ridyny v truboprovodi. Promyslova hidravlika i pnevmatyka, 2 (40), 57–59.
- Adamkowski, A., Lewandowski, M. (2006). Experimental Examination of Unsteady Friction Models for Transient Pipe Flow Simulation. Journal of Fluids Engineering, 128 (6), 1351. doi: https://doi.org/10.1115/1.2354521
- Rahmatullin, Sh. I., Kim, D. P. (2006). Vliyanie stepeni turbulentnosti i chastoty turbulentnyh pul'saciy na gidravlicheskoe soprotivlenie krugloy truby. Neftyanoe hozyaystvo, 11, 110–111.
- Maruyama, T., Kuribayashi, T., Mizushina, T. (1976). The structure of the turbulence in transient pipe flows. Journal of Chemical Engineering of Japan, 9 (6), 431–439. doi: https://doi.org/10.1252/jcej.9.431
- Maruyama, T., Kato, Y., Mizushina, T. (1978). Transition to turbulence in starting pipe flows. Journal of Chemical Engineering of Japan, 11 (5), 346–353. doi: https://doi.org/10.1252/jcej.11.346
- Yahno, A., Hnativ, R. (2013). Dependence of the average flow rate from rising pressure in unsteady fluid movement in pipeline. Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu Ukrainy "Kyivskyi politekhnichnyi instytut". Ser.: Mashynobuduvannia, 3, 198–202.
- Yakhno, O. M., Hnativ, R. M., Shcherbata, N. V., Hnativ, I. R. (2018). Doslidzhennia rozpodilu lokalnykh shvydkostei za rozghinnoho rukhu realnoi ridyny zi stanu spokoiu. Materialy XXIII mizhnarodnoi naukovo-tekhnichnoi konferentsiyi “Hidroaeromekhanika v inzhenerniy praktytsi”, 56–58.
- Tuzi, R., Blondeaux, P. (2008). Intermittent turbulence in a pulsating pipe flow. Journal of Fluid Mechanics, 599. doi: https://doi.org/10.1017/s0022112007009354
- Manuylovich, S. V. (2005). Issledovanie mekhanizmov vozbuzhdeniya i rosta neustoychivyh vozmushcheniy v pul'siruyushchih techeniyah. Izvestiya Rossiyskoy akademii nauk. Mekhanika zhidkosti i gaza, 4, 15–28.
- Magrakvelidze, T. (2005). K voprosu raspredeleniya skorostey pri turbulentnom techenii zhidkosti v krugloy trube. Sb. trudov In-t sistem upr. AN Gruzii, 9, 96–101.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Roman Hnativ, Orest Verbovskiy
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
