解析紊流的脉动性和时均化特点
紊流是工程实际当中最常见的一种流动型态, 其特点是流体内部充满了许多可以目测的大小不等的漩涡, 这些漩涡除在主流方向随流体运动外, 还在各个方向产生无规则的运动, 使流场中各质点的运动方向和大小都随时间而波动, 形成脉动现象。雷诺数越大, 这种脉动越强烈。紊流的这种无规则的随机运动, 使得对紊流的研究要比层流复杂得多。虽然从微观上看,紊流实际上是不稳定流动, 但大量实验观测结果表明, 当外界条件不变时, 在足够长的时间内,这种脉动的各运动参数始终在某一平均值上下波动。
从实际的角度考虑, 人们关心的并不是紊流的瞬时量, 而是这些运动参数的统计平均值。因此, 通常用紊流在某一段时间内的某参数的统计平均值 (称为时均值) 来代替相应的脉动参数值, 以平均值和脉动值之和来代替瞬时值,这就是 “时均化” 的概念。磨粉设备引入时均化的概念后, 工程当中实际不稳定的紊流脉动现象并可简化为时均意义上的稳定流动来处理, 通常测定和使用的紊流运动参数 (如流速、 流量、 压力等)都是时均化意义上的稳定值。