О механизме турбулентных течений со сдвигом
Воротилин В.П.

Поступила в редакцию: 14 Января 2019

DOI: 10.1134/S0044451019070174

PDF (304.2K)

Как результат анализа некоторых фактов турбулентных течений, объяснение которых выходит за рамки существующих полуэмпирических теорий, в частности, оценки высоты эффективной шероховатости в трубах с распределенной шероховатостью, характеризуемой двумя и более параметрами размерности длины, представлен вариант теории турбулентных течений в каналах с гладкими и шероховатыми стенками с единым механизмом динамического взаимодействия (механизмом трения) турбулентного потока с его границами - стенками канала или внешним ламинарным потоком. Получены выражения для обобщенного закона трения, описывающие турбулентное течение при всех допустимых значениях чисел Рейнольдса - от режима течения с гладкими стенками до режима с полным проявлением шероховатых элементов, - и для песочной шероховатости, согласующиеся с экспериментальными данными Никурадзе. Одним из выводов теории стало утверждение, что единственным источником турбулентности для турбулентных течений в каналах и струях являются вихри, образующиеся у стенок каналов и на свободных границах турбулентных струй, и только через эти вихри происходит перенос кинетической энергии от среднего течения к энергии турбулентных пульсаций. Наглядно разницу механизмов ламинарного и турбулентного режимов течения можно представить условной формулой (24).