ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Некоторые экспериментальные результаты, относящиеся к переходу ламинарного течения в турбулентное из "Теория пограничного слоя " Плохо обтекаемые тела. С переходом течения в пограничном слое из ламинарного в турбулентное связано явление, которое особенно заметно у плохо обтекаемых тел, например у шара и круглого цилиндра. Из рис. 1.4 и 1.5 видно, что коэффициенты сопротивления круглых цилиндров и шаров, при числе Рейнольдса Ре = УZ)/v, равном приблизительно 3 10 , внезапно сильно уменьшаются. Это резкое уменьшение коэффициента сопротивления, которое для шара было впервые обнаружено Г. Эйфелем [ ], объясняется тем, что пограничный слой при указанном числе Рейнольдса становится турбулентным. Турбулизация пограничного слоя приводит к перемещению его точки отрыва от тела вниз по течению, т. е. ближе к заднему концу тела,, вследствие чего мертвая зона позади тела становится значительно более узкой. Правильность такого объяснения Л. Прандтль подтвердил следующим, опытом. На шар, немного впереди его экватора, было надето тонкое проволочное кольцо. Благодаря присутствию кольца турбулизация погра- ничного слоя наступала при меньшем числе Рейнольдса, чем без кольца. [c.418] В результате получилось такое же уменьшение коэффициента сопротивления,, как и без кольца, но при большем числе Рейнольдса. На рис. 2.20 и 2.21 изображены фотографии обтекания шара дымом для докритического состояния с большой мертвой зоной и большим коэффициентом сопротивления и для сверхкритического состояния с меньшей мертвой зоной и меньшим коэффициентом сопротивления. Сверхкритическое состояние было достигнуто благодаря тому, что на шар было надето кольцо. Эти опыты убедительна показали, что внезапное падение коэффициента сопротивления шара можно понимать только как эффект пограничного слоя, связанный с переходом в нем ламинарного течения в турбулентное. [c.418] При обтекании пластины в продольном направлении можно, как и при течении в трубе, сильно повысить критическое число Рейнольдса, если обеспечить возможно малую возмущенность набегающего течения (т. е. малую степень турбулентности). [c.419] За исключением того случая, когда отрыв происходит на передней кромке, что может иметь место при конечной толщине пластины (при условии, что не предпринимаются специальные меры к предотвращению такого отрыва, о чем будет сказано ниже). [c.419] Изменение распределения скоростей при переходе ламинарной формы течения в турбулентную можно использовать для простого способа определения положения точки перехода (точнее говоря, области перехода). Принцип такого определения пояснен на рис. 16.6. Трубка для измерения динамического давления или трубка Пито устанавливается параллельно стенке на таком от нее расстоянии, на котором ламинарный и турбулентный профили скоростей дальше всего отстоят один от другого. Если теперь передвинуть трубку вдоль стенки, не меняя расстояния между ними, и пропустить ее через область перехода вниз по течению, то она покажет почти внезапное повышение динамического или соответственно полного давления. [c.420] С переходом течения в пограничном слое из ламинарной формы в турбулентную связано сильное изменение сопротивления, в рассматриваемом случае — сопротивления трения. В то время как для ламинарного течения сопротивление трения пропорционально полуторной степени скорости [формула (7.33)], для турбулентного течения оно пропорционально скорости в степени приблизительно 1,85, как это уже давно установил В. Фруд [ ], протаскивая пластины в неподвижной воде при очень больших числах Рейнольдса. См. в связи с этим рис. 21 2 на стр. 575. [c.420] Новые исследования Г. В, Эммонса [ ], а также Г. Б. Шубауэра и П. С. Клебанова показали, что переход ламинарной формы течения в турбулентную в пограничном слое на пластине также состоит из беспорядочной смены во времени ламинарных и турбулентных состояний. Как показывает рис. 16.7, в определенной точке внутри пограничного слоя внезапно возникает небольшое турбулентное образование неправильной структуры (турбулентное пятно), которое затем перемещается вниз по течению внутри клинообразной области. Такие турбулентные пятна появляются через неправильные промежутки времени в разных, неравномерно распределенных точках обтекаемой пластины. Внутри клинообразных областей, по которым перемещаются турбулентн1 1е пятна, преобладает турбулентная форма течения, а в соседних областях происходит непрерывная смена ламинарной и турбулентной форм течения. См. в связи с этим также работу [ J. [c.420] Существуют и другие мероприятия, например отсасывание пограничного слоя, позволяющие сильно влиять на положение точки перехода, следовательно, и на сопротивление обтекаемого тела. [c.422] Вернуться к основной статье