Beitrag zur Untersuchung der Intermittenz einer Rohrströmung

Zusammenfassung

Der Umschlag einer laminaren Rohrströmung wird untersucht. Die Meßergebnisse zeigen, daß die meisten Größen einer intermittierenden Strömung von der Einlaufströmung abhängen. Zwei Größen sind jedoch vom Einlauf unabhängig: der Wachstumsfaktor, der das Ausbreiten einer turbulenten Zone in die umgehende laminare Strömung beschreibt, und die mittlere Länge der turbulenten Zonen bzw. die Längenverteilung. Das bedeutet, daß somit der Wachstumsfaktor wie auch die Längenverteilung gut für eine quantitative Beschreibung der Intermittenz einer Rohrströmung geeignet sind. Die Tatsache, daß der Wachstumsfaktor in einem gewissen Reynoldszahlenbereich gleich Null ist, gibt der Intermittenz die Bedeutung einer stabilen Strömungsform.

Die gemessenen Verteilungen lassen sich gut durch log-Normalverteilungen darstellen; das erlaubt Rückschlüsse auf die Entstehung der turbulenten Zonen.

Summary

The breakdown of the laminar flow in circular tubes is investigated. The experimental results show that most quantities in the intermittent flow depend strongly on the disturbance level at the entrance of the tube. It is found that two quantities do not depend on the level of disturbance: the growth factor which describes the spreading of the turbulent zone into the surrounding laminar flow, and the mean length of the turbulent zones, as well as the distribution of the length of the turbulent zones. This means that both the growth factor and the distribution are well suited for a quantitative description of intermittency of tube flow. The fact that the growth factor equals zero in a certain range of Reynolds numbers gives intermittency the character of a stable state of flow. The measured distribution is well fitted by a log.-normal distribution which gives some hints about the genesis of the turbulent zones.