Loading ...Przepływ turbulentny, zwany również przepływem burzliwym, występuje powszechnie w przyrodzie (przepływ w rzekach, ruch powietrza atmosferycznego) i technice (przepływ w przewodach i maszynach, tj. pompach, dmuchawach, turbinach itp.). Ruch turbulentny charakteryzuje się tym, że jest to ruch zdecydowanie przestrzenny (trójwymiarowy), podczas którego elementy płynu poruszają się w sposób nieustalony. Elementy płynu w ruchu turbulentnym przemieszczają się w głównym kierunku transportu masy, wykonując przy tym jednocześnie trudne do przewidzenia ruchy pulsacyjne w różnych kierunkach. Pulsacje te mają charakter makroskopowy, gdyż prędkość i częstość zmian kierunków ruchu jest o kilka rzędów mniejsza niż w ruchu molekularnym. Przejście ruchu laminarnego w turbulentny następuje wskutek utraty stateczności ruchu laminarnego. Zaburzenia będące przyczyną pulsacji elementów płynu występują zawsze w czasie przepływu. Źródłem tych zaburzeń są nierówności ścian przewodów, drgania tych ścian, zakłócenia wywołane pracą pomp, sprężarek itd. W przepływie laminarnym wszelkie zaburzenia są wytłumione na skutek działania sił lepkości.
Zaburzenia i utrata stateczności następują zwykle w obszarach przyściennych, skąd rozprzestrzeniają się na cały obszar przepływu. Rozważmy ustalony ruch turbulentny. Mimo pulsacyjnego charakteru przepływu, średnie parametry tego ruchu są stałe w czasie. Dlatego ruch taki nosi nazwę ruchu średnioustalonego. Parametry ruchu turbulentnego można przedstawić jako sumę ustalonych średnich wartości i pewnych nieregularnych zakłóceń nieustalonych w czasie. Dla składowej prędkości vx zilustrowano to na rys. 5.6, gdzie vx oznacza uśrednioną składową prędkości, a vx- składową prędkościpułsacji dla kierunku x.