Определение Турбуле́нтность, устар. турбуле́нция (от лат. turbulentus бурный, беспорядочный), турбуле́нтное тече́ние явление, заключающееся в том, что. - презентация

1

2 Определение Турбуле́нтность, устар. турбуле́нция (от лат. turbulentus бурный, беспорядочный), турбуле́нтное тече́ние явление, заключающееся в том, что при увеличении скорости течения жидкости или газа в среде самопроизвольно образуются многочисленные нелинейные фрактальные волны и обычные, линейные различных размеров, без наличия внешних, случайных, возмущающих среду сил и/или при их присутствии лат. фрактальные Турбуле́нтность, устар. турбуле́нция (от лат. turbulentus бурный, беспорядочный), турбуле́нтное тече́ние явление, заключающееся в том, что при увеличении скорости течения жидкости или газа в среде самопроизвольно образуются многочисленные нелинейные фрактальные волны и обычные, линейные различных размеров, без наличия внешних, случайных, возмущающих среду сил и/или при их присутствии лат. фрактальные

3 Открытие Осборн Рейнольдс английский инженер и физик. Родился в Белфасте в семье священнослужителя. С 18 лет работал в механической мастерской, поступил в Кембриджский университет, где изучал математику и механику. Работы Рейнольдса посвящены механике, гидродинамике, теплоте, электричеству, магнетизму. В 1883 Рейнольдс установил, что ламинарное течение переходит в турбулентное, когда введенная им безразмерная величина (число Рейнольдса) превышает критическое значение. Число Рейнольдса широко используется при решении задач гидро- и аэродинамики в случае малых и средних дозвуковых скоростей. Рейнольдс определил механический эквивалент теплоты. Сконструировал ряд турбин и центробежных насосов.

4 где ρ плотность среды, кг/м 3 ;плотность υ характерная скорость, м/с;скорость L гидравлический диаметр, м; η динамическая вязкость среды, Н·с/м 2 ;динамическая вязкость ν кинематическая вязкость среды, м 2 /с() ;кинематическая вязкость Q объёмная скорость потока; А площадь сечения трубы. где ρ плотность среды, кг/м 3 ;плотность υ характерная скорость, м/с;скорость L гидравлический диаметр, м; η динамическая вязкость среды, Н·с/м 2 ;динамическая вязкость ν кинематическая вязкость среды, м 2 /с() ;кинематическая вязкость Q объёмная скорость потока; А площадь сечения трубы. Число Рейнольдса

5 Рождение турбулентности при обтекакании шара потоком жидкости: а) ламинарное течение (Re=10 -2 ); б) появление вихрей в кормовой части (Re=20); в) развитие вихрей (Re=10 2 ); г) развитая турбулентность (Re>10 4 ). Возникновение

6 Турбулентность можно создать: облучив среду звуком высокой интенсивности. увеличив число Релея (нагреть среду); увеличив число Рейнольдса (увеличить линейную скорость или угловую скорость вращения потока, размер обтекаемого тела, уменьшить первый или второй коэффициент молекулярной вязкости, увеличить плотность среды);число Рейнольдса увеличив число Рейнольдса (увеличить линейную скорость или угловую скорость вращения потока, размер обтекаемого тела, уменьшить первый или второй коэффициент молекулярной вязкости, увеличить плотность среды);число Рейнольдса задав очень сложный вид внешней силы (примеры: хаотичная сила, удар). Течение может не иметь фрактальных свойств. увеличив число Прандтля (уменьшить вязкость); создав квантовое состояние. Данное условие применимо только к изотопу гелия 3 и 4. Все остальные вещества замерзают, оставаясь в нормальном, не квантовом состоянии.гелия создав квантовое состояние. Данное условие применимо только к изотопу гелия 3 и 4. Все остальные вещества замерзают, оставаясь в нормальном, не квантовом состоянии.гелия создав сложные граничные или начальные условия, задав функцию формы границ. Например, их можно представить случайной функцией. Например: течение при взрыве сосуда с газом. Можно, например, организовать вдув газа в среду, создать шероховатую поверхность. Использовать разгар сопла. Поставить сетку в течение. Течение может при этом не иметь фрактальных свойств. с помощью химических реакций, например горения. Форма пламени, как и вид водопада может быть хаотичнойводопада с помощью химических реакций, например горения. Форма пламени, как и вид водопада может быть хаотичнойводопада

7 Модели турбулентности Для расчёта подобных течений были созданы различные модели турбулентности. Волны появляются случайно. То есть их размер и амплитуда меняется хаотически в некотором интервале. Они возникают чаще всего либо на границе, у стенки, и/или при разрушении или опрокидывании волны. Они могут образоваться на струях. Экспериментально ее можно наблюдать на конце струи пара из электрочайника.модели турбулентности Для расчёта подобных течений были созданы различные модели турбулентности. Волны появляются случайно. То есть их размер и амплитуда меняется хаотически в некотором интервале. Они возникают чаще всего либо на границе, у стенки, и/или при разрушении или опрокидывании волны. Они могут образоваться на струях. Экспериментально ее можно наблюдать на конце струи пара из электрочайника.модели турбулентности

8 «медленная» Однородная Речная Химическая Оптическая Двумерная Виды турбулентности

9 Турбулентность в технике Её стараются либо подавить, либо искусственно создать. Например, при строительстве Норильского комбината было обнаружено, что малый диаметр труб, в котором течение турбулентно, не приводит к увеличению расхода подаваемого воздуха в доменную печь при увеличении внешнего давления подаваемого воздуха. Поэтому были вынуждены поставить параллельно ещё одну трубу, подающую воздух. Причиной этого явления является звуковое запирание трубы, когда скорость потока в трубе достигает скорости звука и дальше расти не может. Норильского комбината У самолётов ставят винглеты загнутые кверху законцовки крыла. Они экономят до 4 процентов топлива, так как при этом уменьшается размер и число образуемых за крылом вихрей, которые уносят с собой полезную кинетическую энергию (это так называемые волновые потери).винглеты В тех случаях, когда возникает переходный режим от ламинарного к турбулентному, могут возникать колебания давления, подъёмной силы. Поэтому по всей длине крыла ставят вихрегенераторы (изогнутые скобы). Они стабилизируют параметры потока. Течение после них всегда турбулентно. Поэтому подъёмная сила крыла постепенно растёт с увеличением скорости самолёта. Её стараются либо подавить, либо искусственно создать. Например, при строительстве Норильского комбината было обнаружено, что малый диаметр труб, в котором течение турбулентно, не приводит к увеличению расхода подаваемого воздуха в доменную печь при увеличении внешнего давления подаваемого воздуха. Поэтому были вынуждены поставить параллельно ещё одну трубу, подающую воздух. Причиной этого явления является звуковое запирание трубы, когда скорость потока в трубе достигает скорости звука и дальше расти не может. Норильского комбината У самолётов ставят винглеты загнутые кверху законцовки крыла. Они экономят до 4 процентов топлива, так как при этом уменьшается размер и число образуемых за крылом вихрей, которые уносят с собой полезную кинетическую энергию (это так называемые волновые потери).винглеты В тех случаях, когда возникает переходный режим от ламинарного к турбулентному, могут возникать колебания давления, подъёмной силы. Поэтому по всей длине крыла ставят вихрегенераторы (изогнутые скобы). Они стабилизируют параметры потока. Течение после них всегда турбулентно. Поэтому подъёмная сила крыла постепенно растёт с увеличением скорости самолёта.

10 Турбулентность в природе Животные умеют пользоваться турбулентностью. Обычно они подавляют её и управляют её структурой, умеют извлекать энергию из набегающего потока (или ждут попутного ветра). Например, у некоторых из них очень гладкая кожа. Форма поверхности тела такова, что её кривизна гладкая функция. То есть ваше изображение в зеркале, изготовленном в виде тела дельфина, будет плавно, без изломов меняться на большей части поверхности. Площадь, где кривизна претерпевает разрывы, минимальна.

11 Турбулентность в природе Они используют слизь на коже или перья, шерсть для разрушения поверхностных волн, которые потребляют много энергии, когда образуются при взмахе крыла или движении хвоста. Кончик крыла или плавника всегда острый, чтобы размер волны, образованной на конце, был минимальный.

12 Турбулентность в природе У китов есть канавки, проходящие вдоль тела от рта, создающие особую структуру турбулентного течения.. У китов есть канавки, проходящие вдоль тела от рта, создающие особую структуру турбулентного течения..

13 Турбулентность в природе Мухи (за счёт волосков на теле), бабочки (под микроскопом видны системы на крыльях, как решётки чешуек)

14 Турбулентность в природе птицы используют машущий полет. Они создают вихри в полете, которые позволяют им развить в разы большую подъёмную силу, чем планер того же веса, и достичь большей скорости, тратя меньше энергии.

15 Опасна ли турбулентность? Большинство пассажиров испытывают неприятные ощущения во время прохождения самолёта через зону турбулентности. Турбулентность - это нормальное физическое явление, связанное с неоднородностью воздушных масс и разницы в давлениях на границах разнородных воздушных масс. Говоря простым языком, молекулы воздуха, через которые проходит самолёт неоднородны по своему составу и плотности, следовательно - их несущая способность неодинакова. Так как самолёт проходит через воздух с огромной скоростью, создается вибрация (тряска), ощутимая в салоне самолёта

16 Опасна ли турбулентность? Существуют и другие причины турбулентности, в том числе завихрения воздуха от впереди идущего борта и даже от торцов крыльев самого самолёта. ВАЖНО ПОНЯТЬ: нагрузка на самолёт при пролёте через самую сильную турбулентность сопоставима с нагрузкой на автомобиль, который едет по не очень ровной дороге. Не более того. Турбулентность в самолете абсолютно безопасна для самолёта. Пассажиры могут получить травмы, если при внезапной турбулентности они будут, например, стоять в проходе и на них из плохо закрытого верхнего багажного отделения упадет, скажем, чемодан. Других опасностей, связанных даже с очень сильной турбулентностью, для пассажиров и самолёта нет.

17 straha.ru straha.ru straha.ru straha.ru Студент 21 группы Давлетшин Айгиз Закизянович руководитель: Сабитова Файруза Рифовна преподаватель физики ГАОУ СПО «Сармановский аграрный колледж» Студент 21 группы Давлетшин Айгиз Закизянович руководитель: Сабитова Файруза Рифовна преподаватель физики ГАОУ СПО «Сармановский аграрный колледж»