імерні добавки збільшують ступінь анізотропії турбулентності в пристенной області течії. Із зростанням величини зниження опору в полімерних розчинах відбувається зменшення поздовжньої і трансверсальної складових пульсацiй градієнта швидкості на стінці/6 /.
Полімерні добавки призводять до підвищення рівня низькочастотних і до зниження рівня високочастотних складових флуктуацій напруги тертя. У присутності макромолекул відбувається значне збільшення інтегральних масштабів кореляції флуктуацій градієнта швидкості як у поздовжньому, так і трансверсальному напрямках.
У перехідній зоні («пружний» подслой) структура турбулентності при зменшенні опору значно відрізняється від ньютонівського випадку. При фіксованій величині напруги тертя на стінці трансверсального і особливо поперечна складова пульсацій швидкості зменшуються, поздовжня складова в залежності від типу полімеру і режиму течії або дуже незначно знижується, або дещо зростає. Введення полімерних добавок в потік призводить до збільшення анізотропії турбулентних пульсацій швидкості, зниженню кореляційного зв'язку між поздовжніми і поперечними пульсаціями, зменшенню турбулентних дотичних напружень/18, 19 /. У роботах/18, 19/отримані гістограми поздовжніх пульсацій швидкості. Поблизу стінки розподіл щільності ймовірності поздовжньої пульсації швидкості асиметрично. Як і при перебігу води без полімерних добавок, максимум на кривій розподілу кілька зрушать вліво. Це показує, що поблизу стінки найбільш ймовірними є швидкості трохи менше середньої. У той же час великі пульсації частіше мають позитивний знак, засвідчуючи про прорив до стінки вихорів з проміжного шару, що мають велику подовжню швидкість. У міру віддалення від стінки розподіл щільності ймовірності наближається до нормального. Значення коефіцієнтів асиметрії поздовжньої пульсації швидкості, виміряні в потоках води і розчину полімеру показують, що добавки полімеру підсилюють асиметрію у розподілі щільності ймовірності в поздовжній пульсації швидкості. Крім того, відстань від стінки, на якому коефіцієнт асиметрії звертається в нуль, а потім змінює знак, при перебігу розчину полімеру дещо більше, ніж при перебігу води. Це узгоджується зданими за профілями швидкості, з яких видно, що добавка полімеру збільшує розміри проміжного шару.
Дані вимірювань автокореляційної функції пульсацій температури і швидкості/16, 21/показали, що інтегральний часовий масштаб в розчинах полімеру більше, ніж для води при тих же числах Рейнольдса. Спектр пульсацій температури і швидкості зміщується в бік менших частот, засвідчуючи про те, що добавки полімеру знижують інтенсивність високочастотних пульсацій.
У роботі/29/на підставі отриманих експериментальних даних проведено аналіз впливу полімерних добавок безпосередньо на породження турбулентної енергії, дисипацію енергії усередненого руху, щільність потоку кінетичної енергії турбулентності. Наявність в турбулентному потоці полімеру істотно змінює співвідношення між породженням турбулентної енергії і диссипацией енергії усередненого руху. Щільність потоку кінетичної енергії по глибині течії під впливом полімерної добавки зменшується, що в свою чергу викликає зменшення припливу енергії від усередненого руху до пульсаційне.
Авторами робіт/18, 19, 26/на основі даних вимірювань розподілу сумарних і турбулентних напруг по перетину каналу показано, що осредненное рівняння Рейнольдса і, отже, рівняння Новйо-Стокса виявляються непридатними для опису течії розчинів полімерів і ПАР навіть у тому випадку, коли в'язкість розчинів практично не відрізняється від в'язкості води. Як випливає з даних цих дослідів сума вузьких напруг ?? і рейнольдсових (турбулентних) -? lt; u * v * gt; виявляється менше сумарних напружень
? w (1 - y/н) gt; ??-? lt; u * v * gt; ,
де н - напіввисоті каналу; u * v * - поздовжня і поперечна складові пульсацій швидкості, відповідно. Ці дані вказують, що в турбулентному потоці полімерних розчинів діють додаткові напруги, що мають В'язкопружні природу.
У турбулентному ядрі течії структура турбулентності при зменшенні опору є, мабуть, такий же, що і в ньютонівському випадку, якщо виходити з результатів вимірювань осьової і радіальної інтенсивностей турбулентності/10 /.
Добавки полімерів і ПАР роблять помітний вплив на акустику турбулентних потоків. Зокрема, вони істотно знижують спектральний рівень пульсацій тиску в потоці, надаючи вплив як на високочастотну, так і низькочастотну частини спектру/31 /. При цьому в розчинах полиетиленоксиду низької концентрації (Су=7? 10 - 5 і 1,5? 10 - 4 г/см 3) найбільше зниження спектральних рівнів спостерігається на високих частотах, а при Су=3? 10 - 4 і Су=5 ? 10 - 4 г/см 3 - на низьких частотах/24 /.
Сильний вплив добавок по...
