Понятие пульсационной, мгновенной, осредненной и средней скоростей течения.

Вследствие интенсивного вихреобразования частицы жидкости при турбулентном движении описывают весьма сложные траектории, а местные скорости не сохраняются постоянными даже в том случае, когда расход потока постоянен во времени. Таким образом, установившегося движения в турбулентном потоке не существует. Измерения показывают, наоборот, что в каждой точке скорость непрерывно меняется как по величине, так и по направлению. Поэтому скорость в точке турбулентного потока называют мгновенной местной скоростью. Раскладывая мгновенную скорость на три взаимно перпендикулярных направления, получим продольную составляющую , направленную по нормали к живому сечению, и две поперечные составляющие  и , лежащие в плоскости живого сечения потока. Как продольные, так и поперечные составляющие мгновенной скорости все время меняются. Изменение во времени проекции мгновенной местной скорости на какое-либо направление называется пульсацией скорости. С помощью чувствительных приборов можно наблюдать пульсации скоростей и записать их хронограмму. Типичная картина изменения во времени во времени t продольной составляющей скорости ux представляет на рис. Изменения скорости кажутся беспорядочными. Однако, несмотря на это, значение осредненной скорости за достаточно большой промежуток времени t остается постоянным. При этом достаточно большим может считаться уже период времени, измеряемый секундами или даже долями секунды, так как частота пульсаций скорости очень велика. Для данной точки осредненная во времени скорость  находится из соотношенияТаким образом, величина равна высоте прямоугольника, равновеликого площади, заключенной между пульсационной кривой и осью абсцисс в пределах изменения времени от 0 до  (рис.). Разность между истинной и осредненной скоростями называется мгновенной пульсационной скоростью и обозначается  (индекс x здесь и далее опускаем) Согласно рис., величина  имеет переменный знак, поэтому Понятие осредненной скорости  не следует путать с понятием средней скорости . Последняя представляет собой не среднюю во времени скорость в данной точке, а скорость, осредненную для всего поперечного сечения трубопровода. Таким образом, осреднение скоростей во времени позволяет приближенно считать турбулентное движение стационарным.