Понятие о местной скорости

При турбулентном течении в любой точке пространства, занятого жидкостью, мгновенная скорость движения ча­стиц жидкости, проходящих через эту точку, стечением времени изменяется как по величине, так ипо направлению. Явление быстрых изменений мгновенной скорости во времени называется пульсацией скорости.

Рассмотрим изменение и_п - проекции мгновенной скорости на ось потока. Ее изменение во времени можно изобразить графически, откладывая и_п по оси ординат, а время t по оси абсцисс (рис. 32).

Рис.32

Вместо переменных во времени мгновенных продоль­ных скоростей и_п в уравнения движения турбулентных потоков вводится сред­нее значение и этих скоростей (рис.32) за достаточно длительный промежуток времени (t₂ – t₁)т. е.

Скорость и называет­ся местной ско­ростью.

Определенный интеграл, входящий в формулу, выра­жает площадь, заключенную между пульсационной кри­вой, осью абсцисс и двумя ординатами, соответствующими начальному t₁ и конечному t₂ моментам наблюдения. Сле­довательно, местная скорость и представляет собой вы­соту прямоугольника, равновеликого этой площади.

Время (t₂ – t₁) должно быть достаточно продолжитель­ным с тем, чтобы получающаяся скорость и мало отли­чалась от скорости, найденной при очень длительном на­блюдении. Необходимую продолжительность наблюдения можно установить лишь опытным путем. Так, при опре­делении скоростей в реках и каналах на измерение ско­рости вблизи дна вследствие значительной пульсации за­трачивается около 5 минут, а у поверхности воды, где пульсация меньше, - около 2 минут.