Перенос количества движения при турбулентном движении

Выделение из общего турбулентного движения некоторого, сравнительно простого осреднения не меняет существа тех физических процессов, которые в действительности происходят в турбулентных движениях.

Линии тока осреднённого движения непроницаемые для этого условно вводимого движения, проницаемы для пульсационного движения. Которое переносит из слоя в слой сквозь линии тока осреднённого движения количество движения, тепло, вещество и другие виды физических субстанций.

Этот перенос, аналогично тому, как это имеет место в случае молекулярного переноса в ламинарных движениях, определяет: 1.Турбулентное трение между слоями в осреднённом движении, 2.Тепломассоперенос между ними и другие разнообразные явления переноса.

Отличие от ламинарного (молекулярного) переноса здесь в том, что носителями субстанции в турбулентном переносе являются не сравнительно ничтожные по массе отдельные молекулы, а конечные объёмы жидкости или газа. Как иногда говорят, «моли». В соответствии с этим и сами процессы турбулентного переноса называются «молярными» в отличие от «молекулярных» процессов переноса в ламинарном движении.

С этой точки зрения приём выделения осреднённого движения можно представить себе так. Действительное турбулентное движение с характерными для него извилистыми, хаотически переплетающимися линиями тока и траекториями, заменяется некоторым упорядоченным «слоистым» движением (неверно говорить «ламинарным» движением).

На примере плоской трубы:

При установившемся течении во всех сечениях трубы имеет место одинаковый профиль осреднённых скоростей . Форма профиля зависит от свойств турбулентного движения и будет в дальнейшем определена. Линии тока пульсационного движения пересекают линии тока осреднённого движения, проникают из одного слоя осреднённого движения в другой и создают при этом перемешивание жидкости сквозь площадки, расположенные вдоль линий тока осреднённого движения.

Перенос количества движения создаёт турбулентное трение между слоями, перенос тепла обуславливает турбулентную теплопроводность, перенос примесей – турбулентную диффузию этих примесей.

Механизм турбулентного перемешивания одинаков как для трения, так и для теплопроводности или диффузии; разница заключается лишь в особых свойствах переносимой пульсационным движением субстанции – количества движения, тепла или примеси.