Турбулентные течения в инженерных приложениях

Рейнольдс А.Дж. Турбулентные течения в инженерных приложениях......Page 1
Предисловие к русскому изданию......Page 4
Введение......Page 6
Условные обозначения......Page 9
1.1. Турбулентное трение и переходный режим течения......Page 10
1.2. Лобовое сопротивление и отрыв......Page 16
1.3. Распространение и смешение......Page 21
1.4. Структура и подобие......Page 25
1.5. Затухание и случайные процессы......Page 32
1.6. Дисперсия и диффузия......Page 37
1.7. Турбулентность и инженер......Page 41
Упражнения......Page 45
2.1. Измерение средних характеристик......Page 50
2.2. Визуализация течения......Page 52
2.3. Датчики для измерения пульсационных характеристик......Page 54
2.4.1. Конструкция датчика......Page 59
2.4.2. Теплоперенос от проволоки......Page 61
2.4.3. Режимы работы......Page 64
2.4.4. Косая проволока......Page 68
2.5. Измерительная система......Page 69
2.6.1. Классификация......Page 73
2.6.2. Одноточечные корреляции......Page 75
2.6.3. Временные корреляции......Page 76
2.6.4. Пространственные корреляции......Page 78
2.7.1. Классификация......Page 81
2.7.2. Частотные спектры......Page 83
2.7.3. Спектры по волновым числам......Page 87
2.7.4. Гипотеза Тэйлора......Page 90
2.8.1. Рассматриваемая задача......Page 92
2.8.2. Подобие по числу Рейнольдса в больших масштабах......Page 93
2.8.3. Подобие в мельчайших масштабах......Page 96
2.8.4. Инерционная подобласть промежуточных масштабов......Page 98
Упражнения......Page 102
Глава третья. ТЕЧЕНИЯ В КАНАЛАХ. I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ......Page 108
3.1. Турбулентность течений в каналах......Page 109
3.2.1. Общие положения......Page 114
3.2.2. Массоперенос......Page 117
3.2.3. Возникновение напряжений......Page 118
3.2.4. Потоки энергии......Page 120
3.3.1. Общие результаты......Page 121
3.3.2. Массоперенос и неразрывность......Page 123
3.3.3. Баланс сил......Page 125
3.3.4. Уравнения механической энергии......Page 130
3.3.5. Уравнения тепловой энергии......Page 135
3.4.1 Проблема замыкания......Page 139
3.4.2. Турбулентная диффузия и конвекция......Page 140
3.4.3. Коэффициент турбулентного переноса......Page 143
3.4.4. Рейнольдсов поток......Page 146
3.4.5. Длина пути смешения......Page 148
3.4.6. Гипотезы турбулентной вязкости и длины пути смешения......Page 153
3.5. Установление масштабов напряжений в уравнении энергии......Page 155
Упражнения......Page 159
4.1.1. Результаты анализа размерностей......Page 167
4.1.2. Логарифмический слой......Page 170
4.1.3. Буферный слой......Page 173
4.2.1. Изменение средней скорости течения......Page 175
4.2.2. Законы трения......Page 177
4.2.3. Приближения степенного закона......Page 179
4.3.1. Классический анализ......Page 181
4.3.2. Некоторые нерешенные задачи......Page 188
4.4.1. Экспериментальные результаты......Page 193
4.4.2. Простые модели течения......Page 194
4.4.3. Законы трения......Page 197
4.5.1. Вторичные течения......Page 200
4.5.2. Эквивалентность течений в каналах......Page 202
4.5.3. Открытые каналы......Page 204
4.5.4. Системы каналов......Page 206
Упражнения......Page 210
Глава пятая. ТЕЧЕНИЕ В КАНАЛАХ. III. ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС......Page 218
5.1.1. Аналогия Рейнольдса......Page 219
5.1.2. Обобщения аналогии Рейнольдса......Page 221
5.1.3. Обоснованность принятых предположений......Page 223
5.2.1. Законы теплопереноса......Page 230
5.2.2. Эффекты восстановления......Page 234
5.2.3. Распределение температуры......Page 238
5.2.4. Массоперенос......Page 241
5.3.1. План задачи......Page 243
5.3.2. Формулы переноса при обтекании гладких стенок......Page 246
5.3.3. Влияние температурного перепада......Page 253
5.4.1. Перенос при обтекании шероховатых поверхностей......Page 257
5.4.2. Асимметричные распределения потоков в плоскопараллельных течениях......Page 262
5.4.3. Каналы с некруговым и нерегулярным поперечными сечениями......Page 266
5.5.1. Приложения......Page 268
5.5.2. Перенос в обобщенном пристеночном слое......Page 270
5.5.3. Распределение скорости в локально определенном слое......Page 272
5.5.4. Использование коэффициентов турбулентного переноса......Page 275
Упражнения......Page 277
Глава шестая. РАЗВИВАЮЩИЕСЯ ТЕЧЕНИЯ. I. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ......Page 283
6.1.1. Примеры......Page 284
6.1.2. Развитие турбулентности......Page 286
6.1.3. Характеристики ширины потока......Page 291
6.1.4. Внешнее течение......Page 293
6.2.1. Анализ порядка величин......Page 295
6.2.2. Уравнение количества движения......Page 299
6.2.3. Уравнение энергии......Page 301
6.2.4. Интегральные формулы......Page 304
6.2.5. Осесимметричные течения......Page 308
6.2.6. Течения под действием архимедовых сил......Page 310
6.3. Методы анализа......Page 312
Упражнения......Page 314
Глава седьмая. РАЗВИВАЮЩИЕСЯ ТЕЧЕНИЯ. II. СВОБОДНАЯ ТУРБУЛЕНТНОСТЬ......Page 316
7.1. Методы теории подобия......Page 317
7.2. Автомодельные течения......Page 324
7.3.1. Характер задачи......Page 329
7.3.2. Плоский след......Page 330
7.3.3. Эмпирические данные для свободной турбулентности и течения в ядре......Page 334
7.4.1. Характер задачи......Page 337
7.4.2. Методы теории подобия......Page 339
7.4.3. Поперечные профили......Page 342
7.5. Влияние внешнего течения и границ......Page 344
Упражнения......Page 348
Глава восьмая. РАЗВИВАЮЩИЕСЯ ТЕЧЕНИЯ. III. ПОГРАНИЧНЫЕ СЛОИ......Page 351
8.1.1. Ламинарное течение. Решение Блазиуса......Page 352
8.1.2. Скорость и трение в турбулентном слое......Page 353
8.1.3. Роль шероховатости......Page 357
8.2.1. Ламинарное течение. Результаты Фокнера-Скэн......Page 359
8.2.2. Скорость и трение в турбулентных слоях......Page 361
8.2.3. Дополнительные уравнения......Page 367
8.3. Процессы переноса......Page 369
8.4. Некоторые нерассмотренные вопросы......Page 374
Упражнения......Page 377
Глава девятая. БОЛЕЕ СЛОЖНЫЕ ТЕЧЕНИЯ......Page 380
9.1.1. Тензорная запись......Page 381
9.1.2. Уравнение количества движения и его аналоги......Page 383
9.1.3. Другие транспортные уравнения......Page 386
9.2.1. Уравнение энергии......Page 387
9.2.2. Другие динамические транспортные уравнения......Page 390
9.2.3. Процессы пассивного переноса......Page 393
Упражнения......Page 394
Приложение......Page 395
Список литературы......Page 398
Предметный указатель......Page 402
Оглавление......Page 407