ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Ламинарный пограничный слой при движении газа с большими скоростями из "Механика жидкости и газа " Для вывода основных уравнений ламинарного движения вязкого газа в пограничном слое применим прием, ничем по существу не отличающийся от ранее уже использованного для несжимаемой жидкости. [c.648] T e П a H я H Ц, Некоторые случаи движения сжимаемого вязкого газа, Труды ЛПИ Энергомашиностроение, Техническая гидромеханика. Л 5, 1953, 111—128. [c.648] Третье уравнение этой системы выражает в явной форме баланс между безразмерными конвективным изменением энтальпии (левая часть уравнения), мощностью сил давления (первый член справа), теплом, возникшим за счет диссипации механической энергии (второй член справа), и теплом, отводимым путем теплопроводности (третий член справа). [c.653] Отсюда следует, что интересующая нас величина М /]/Не имеет порядок отношения длины свободного пробега молекул газа к толщине пограничного слоя. [c.654] Таким образом, можно прийти к заключению, что уравнения пограничного слоя, выведенные в предыдущем параграфе, справедливы, во-первых, при достаточно больших рейнолъдсовых числах и, во-вторых, при условии сравнительной малости длины свободного пробега молекулы по отношению к толщине пограничного слоя. Последнее условие означает, что газ не должен быть разреженным. [c.654] Пользуясь отношением 1/6 как основным критерием ирименимости уравнений пограничного слоя, можно приближенно наметить области соотношения чисел Рейнольдса Рве и Маха М, , для которых при данном , сравнительно мало меняющемся от газа к газу, должны применяться те или другие методы расчета течений вязкого газа. На заимствованной из цитированной статьи Ченя диаграмме, показанной на рис. 256, нанесены в полулогарифмическом масштабе линии связи между М , и Рвоо при трех заданных значениях параметра 1/6 0,01 1 10. Эти линии, конечно, весьма условно разграничивают области применимости различных методов исследования газовых потоков. [c.654] Левая крайняя область значений М х. и Reoo относится к сильно разреженных газам, когда уже вообще нельзя говорить о газе как о непрерывной среде. Это — область свободного молекулярного движения газа, описываемого статистическими методами кинетической теории газов. В настоящее время эти методы заняли свое место в расчетах силовых и тепловых воздействий разреженной атмосферы на летящее в ней тело при очень больших высотах полета супераэродинамика) ). [c.655] Наибольшие трудности представляет продгежуточная область. До сих пор нельзя еще говорить об установившихся методах расчета движений в пограничных слоях в этой области значений Reo и Moo, хотя вопросами этогО рода для общих движений вязкого газа еще во второй половине XIX века занимался Максвелл, а в начале нашего века Кнудсен, Милликен и др. Если говорить о той части рассматриваемой промежуточной области, которая граничит с крайней правой областью применимости уравнений Навье — Стокса, то здесь, по-видимому, можно удовольствоваться введением некоторых поправок в обычные методы механики жидкости и газов. Поправки эти идут в двух направлениях. Во-первых, становится существенным введение дополнительных членов в уравнения Навье — Стокса, выражающих необходимость использования в этих случаях некоторых нелинейных законов, приходящих на смену линейным законам Ньютона, Фурье и Фика. [c.655] Из кинетических соображений следует, что в рассматриваемой части переходной области, соответствующей слабо разреженным газам, наряду с обычными линейными членами в выражениях компонент тензора вязких напряжений, векторов потока тепла и веществ, должны еще входить нелинейные комбинации производных скоростей по координатам (Д. Барнетт )). Отношение этих дополнительных членов к основным, соответствующим линейным законам, имеет как раз порядок величины M /Reoo или, согласно предыдущему, квадрата отношения 1/8 — длины свободного пробега к тшщ-ине пограничного слоя. [c.655] Некоторое представление о задачах и методах этого раздела аэродинамики можно получить, ознакомясь с содержанием гл. X монографии У. Д. Хейз, Р. Ф. П р о б-с т и н. Теория гиперзвуковых течений, ИЛ, М., 1962. [c.655] Молекулы газа при встрече с твердым телом попадают на сложную по молекулярной структуре шероховатую поверхность тела. При этом только небольшая часть молекул непосредственно отражается от поверхности тела, а подав,пяющее число молекул застревает , абсорбируется поверхностью и лишь затем уже как-то диффузно, т. е. независимо от направления падения молекул на поверхность, испускается, реэмиссирует. Как показывают опыты, коэффициент / имеет близкие к единице значения при течении воздуха над твердой металлической поверхностью или над ртутью и несколько отличается от единицы при течении над стеклом или маслом. [c.656] Применение уравнений движения разреженных газов (уравнений Барнетта) к расчету конкретных потоков, в частности к пограничному слою, представляет пока еще непреодолимые трудности. В работах этого нового направления физической механики газов продолжают пользоваться уравнениями Навье — Стокса, но в качестве граничных условий принимают в том или другом виде условия скольжения и аккомодации. В настоящее время имеются специальные руководства по динамике разреженного газа ). [c.656] Вернуться к основной статье