Eine Studie über Turbulenz an einer Wand mithilfe eines elektrochemischen Wandschubspannungsmessgeräts

Eine Technik wurde entwickelt, um die momentane Schubspannung an der Grenze zu messen, über die eine Flüssigkeit fließt. Sie wird verwendet, um die Turbulenz in der unmittelbaren Nähe einer Rohrwand zu untersuchen. Eine Reaktion wird an einer in einer festen Wand bündig montierten Elektrode durchgeführt bei ausreichend hohen Spannungen, um die Konzentration der reagierenden Spezies an der Oberfläche auf null zu reduzieren. Unter diesen Bedingungen wird die Reaktionsgeschwindigkeit durch die Massentransferrate kontrolliert. Die Elektrode ist analog zu einem konstanten Temperatur-Hitzedrahtanemometer, da die Oberflächenkonzentration konstant gehalten wird und der im Stromkreis fließende Strom mit der Oberflächenschubspannung in Beziehung steht. Für vollständig entwickelte Turbulenz beträgt die Grenzgeschwindigkeit, die auf der lokalen Durchschnittsgeschwindigkeit basiert, 0,32. Einige der Geschwindigkeitsfluktuationen sind so groß wie die lokale Durchschnittsgeschwindigkeit und ihre Verteilung ist nahezu symmetrisch um den Durchschnitt. Das Verhältnis von longitudinaler zu zirkumferenzieller Skala beträgt etwa 30 : 1, da die zirkumferenzielle Skala sehr klein ist. Es gibt einige Hinweise darauf, dass die Geschwindigkeitsfluktuationen in der zirkumferenziellen Richtung nahe einer Wand viel kleiner sind als die longitudinalen Fluktuationen.