2018-02-14
494
По Прандтлю турбулентний потік складається з двох областей: ламінарного підшару і турбулентного ядра потоку, між якими (за даними більш пізніх досліджень проведених у ЦАГІ Г.А.Гуржієнко) існує ще одна область – перехідної шар (рис. 24, а).
Ламінарний підшар, розташований безпосередньо у стінок труби, має дуже малу товщину 
, що може бути визначена по формулі 
.
У перехідному шарі ламінарний плин рідини вже порушується поперечним переміщенням часток, причому чим далі розташована крапка від стінки труби, тим вище інтенсивність перемішування часток. Товщина цього шару невелика, але чітку його границю установити важко.
Основну частину живого перетину потоку (на рис. 24 товщина шарів показана не в масштабі) займає ядро потоку, у якому спостерігається інтенсивне перемішування часток, тому саме воно характеризує турбулентний рух потоку рідини в цілому.
Якщо при ламінарному плині рідини в трубах характер зміни швидкості по перетині виводять строго математично на основі ньютонівської гіпотези дотичних напружень, то для турбулентного плину дотепер цього зробити не вдалося. Для практичних розрахунків користаються результатами експериментів.
|
|
|
Розподіл швидкостей при турбулентному плині більш рівномірне, причому наростання швидкості у стінок труби більш круте, чим при ламінарному плині (рис. 24, б). Середня швидкість для турбулентного плину складає 
. Поблизу стінок труби мається невеликий ламінарний шар товщиною , у межах якого швидкість лінійно зростає від 
до 
. Число Рейнольдса, підраховане для цього шару, 
. При збільшенні швидкості потоку росте і , а товщина шару знижується. А.Д.Альтшуль запропонував приблизну формулу для визначення швидкості в крапці перетину труби на відстані у від осі
(90)
де 
– діаметр труби, 
– швидкість на осі труби, 
– коефіцієнт втрат.
