ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Характеристики осредневного течения из "Механика жидкости " Схема турбулентного почто ОН состоит ИЗ об- граничного слоя. [c.245] Нетурбулентная область жидкости вне слоя толщиной б имеет скорость свободного потока. В зоне перемежаемости средняя скорость уменьшается. Однако записи сигнала неподвижного термоанемометра показывают, что турбулентные и нетурбулентные объемы жидкости перемещаются а зоне перемежаемости с различными скоростями. Скорость перемещения нетурбулентных объемов больше, а турбулентных — меньше. [c.246] На рис. 12-3 [Л. 1] представлено в безразмерной форме экспериментально полученное расипеделение турбулентной энеогии в пограничном слое на гладкой стенке. Эти данные соответствуют Rej= fV8/v = 73000. Для турбулентного пограничного слоя это примерно соответствует Re = 4 10 . [c.246] При у = 6 турбулентная энергия остается не равной нулю это согласуется с тем фактом, что турбулизиро-ванная жидкость проникает за пределы слоя толщиной б в нетурбулентный свободный поток. В случае шероховатой стенки турбулентные флуктуации ясно выражены и в непосредственной близости от стенки, причем их интенсивность зависит от величины шероховатости. [c.247] Мы будем рассматривать сначала случай нулевого (или пренебрежимо малого) продольного градиента давления. Вообще говоря, градиент давления влияет на профиль скорости и, следовательно, на касательное напряжение на стенке, но мы пока отложим обсуждение этого вопроса. [c.248] Пристеночный закон турбулентности и закон дефицита скорости, к сожалению, невозможно описать профиль скорости по всей толщине б какой-либо единой зависимостью. Найдено, однако, что соотношения, которые оказываются универсальными, могут быть выведены для отдельных зон нограничного слоя исходя из двух разных функциональных соотношений или законов. Пристеночный закон турбулентности приложим вблизи гладких поверхностей, а закон дефицита скорости приложим к внешним областям пограничных слоев, как для гладких, так и для шероховатых стенок. [c.250] Графики, соответствующие этим двум формулам, представлены на рис. 12-8. Подчеркнем еш е раз, что выражения (12-16) и (12-17) приложимы как к гладким, так и к шероховатым поверхностям. Кроме того, формула (12-16) в некотором интервале у приблизительно соответствует формуле (12-13). [c.256] Вышеприведенные соотношения, выведенные из пристеночного закона и закона дефицита скорости , можно назвать универсальными (в том смысле, что они справедливы в широком интервале чисел Рейнольдса). Все эти формулы собраны в табл. 12-1. [c.256] Формула (12-19) имеет тот недостаток, что С/ в ней не выражается в явном виде. Кроме того, толщину 8, а поэтому и Re , трудно определить с достаточной точностью. [c.258] Формулы (12-23) и (12-24) сравниваются графически, н рис. 12-9. [c.258] Средний коэффициент сопротивления для плоской пластинки кривая по формуле (12-28) построена для ReKp = = 5-105. [c.260] Более сильной турбулентности соответствуют более низкие значения Re,(p. Шероховатость также вызывает более ранний переход от ламинарного течения к турбулентному. [c.261] Если dpldx Q, то этот переход затягивается и Яе,ф может достигать 10 или более. Это явление используется при проектировании ламинаризированных крыловых профилей, которые имеют более низкое сопротивление, так как х, р/1 достигает для них значений от 0,7 до 0,8. [c.261] В табл. 12-2 суммированы различные формулы сопротивления трения для гладких стенок при dpldx = Q. [c.261] Пример 12-1. Определение характерной толщины и профиля скорости для турбулентного пограничного слоя. [c.261] Самолет летит на высоте 8 000 м со скоростью 720 км1ч (200 Mj eK), Предполагая для простоты, что поверхность крыла может рассматриваться как гладкая плоская пластина, для условий стандартной атмосферы найти следующие характеристики пограничного слоя на расстоянии х = 2,9 м от передней кромки крыла а) толщину ламинарного подслоя д б) скорость и при у = Ь в) скорость и при (//6 = 0,15 г) расстояние у, соответствующее у1Ь — 0, Ъ, и толщину пограничного слоя б. [c.261] Пример 12-2. Сопротивление трения на гладкой стенке. [c.263] Для условий примера 12-1 вычислить толщину вытеснения б и определить местный коэффициент трения с/, используя формулу (12-20). [c.263] Вернуться к основной статье