Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
J.Kamieński"Mieszanieukładówwielofazowych",Warszawa2004,ISBN83-204-3007-0©byWNT
26
2.WIADOMOŚCIOGÓLNE
średnicymieszadła.Wiryteniesąstabilneirozpadająsięnacorazmniejsze,tworząc
kaskadęomalejącychrozmiarach,wktórejkolejnojestprzekazywanaenergia
kinetyczna.Najejtransportniewpływająpoczątkowosiłylepkościcieczy.Wmiarę
zmniejszaniasięrozmiarówwirówichoddziaływaniejednakwzrasta.Immniejszesą
wiry,tymwiększestająsięgradientyichprędkości,awśladzatyminaprężenia
styczneprzeciwdziałającetemuruchowi.Prowadzitoostateczniedodyssypacji
energiiprzeznajmniejszezwirów.
Takwięc,przydostateczniewysokichliczbachReynoldsawszystkiewirysą
statystycznieniezależneodgłównegoprzepływuimechanizmugenerującego
burzliwość.Jedynąinformacją,jakąmałewiryotrzymująodpierwotnych,jest
przenoszonadonichenergiakinetyczna.Wmiaręzmniejszaniasięwirówfluktuacje
stająsięcorazmniejuporządkowaneiwmniejszymstopniuzależneodśredniego
przepływu.Wkońcowymstadiumistnieniawirówcałkowicieznikaśladpierwo-
tnegouporządkowania,astrukturawirówstajesięizotropowa10).
WedługteoriiKołmogorowadotyczącejlokalnejizotropiiturbulencji[25],
orozmiarachnajmniejszychwirów,określanychmianemmikroskaliburzliwości,
decydujetylkolokalnaszybkośćdyssypacjienergiiorazlepkośćkinematyczna
cieczy:
:⎛
⎝
1s)
v3
c
⎞
⎠
1/4
(2.1)
Wwirachwiększychodtejskalitransportichenergiiniezależyodlepkości
cieczy.Średnikwadratfluktuacjiprędkościcieczynadrodzestakiej,że
A
s
wynosiwówczas
—–
w,2
:C
1
1s)2/3s2/3
Jeżelijednaks,topojawiasięwpływlepkościiwtedy
—–
w,2
:C
2
1s)
v
c
s2
(2.2)
(2.3)
Zrozmiaremwirujestzwiązanaokreślonaczęstotliwośćfluktuacjiprędko-
ści.Wnajwiększychwirachjestonanajniższa,awnajmniejszych–najwyższa.Przy
transporcieenergiikinetycznejturbulencjiistotnejest,jaksięonarozdzielamiędzy
poszczególnewiry.Jejspektraprzedstawiasięwfunkcjiliczbyfalowej(będącej
odwrotnościąskaliwiru).Wprocesachdyspergowaniainteresującesąteznich,
któreodpowiadajądużymliczbomfalowym.PrzywysokichliczbachReynoldsa
obejmująonedwazakresy:bezwładnościowy,wktórymE():1s)2/3\5/3,
Wpełniizotropowaturbulencjawpraktyceniewystępuje,nigdybowiemw
nikachprzepływniejestwięcizotropowy,alelokalniemożnagozatakitraktować,jeżelitylkoliczba
10)Takistanjeststanemlokalnejizotropii,dotyczybowiemlokalnegozakresuskalwirowych.
—–
x
,2
:w
—–
y
,2
:w
—–
z
,2
.Wmieszal-
Reynoldsajestdostateczniewysoka,tj.Re.5⋅1039104[56].
