ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние отсасывания на переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный из "Теория пограничного слоя " В главе XIV мы уже отметили, что отсасывание ламинарного пограничного слоя является весьма эффективным средством для уменьшения сопротивления трения. Так же, как и падение давления в направлении течения, рассмотренное в предыдущем параграфе, отсасывание стабилизует ламинарный пограничный слой, и уменьшение сопротивления достигается при этом в результате предупреждения перехода ламинарной формы течения в турбулентную. Действие отсасывания проявляется двояким образом. Во-первых, отсасывание уменьшает толщину пограничного слоя, а более тонкий пограничный слой имеет меньшую наклонность к переходу в турбулентное состояние, чем толстый пограничный слой. Во-вторых, отсасывание ламинарного пограничного слоя создает в нем такие профили скоростей, которые обладают более высоким пределом устойчивости, т. е. более высоким критическим числом Рейнольдса, чем профили скоростей в пограничном слое без отсасывания. [c.465] Теоретическому исследованию до настоящего времени доступен только случай равномерно распределенного отсасывания. Ряд решений для такого случая указан в главе XIV. Важное значение имеет вопрос о количестве среды, которое необходимо отсасывать для сохранения пограничного слоя ламинарным. Путем увеличения количества отсасываемой среды можно сделать толщину пограничного слоя чрезвычайно малой и тем самым уменьшить число Рейнольдса пограничного слоя настолько, что оно будет всегда меньше предела устойчивости. Однако увеличение количества отсасываемой среды невыгодно экономически, так как при чрезмерном отсасывании значительная часть мощности, сэкономленной благодаря уменьшению сопротивления, вновь расходуется на это чрезмерное отсасывание. В связи с этим весьма важно определить минимальное количество отсасываемой среды, достаточное для сохранения пограничного слоя ламинарным. Это минимальное количество отсасываемой среды одновременно обеспечивает и максимальное уменьшение лобового сопротивления, достигаемое посредством отсасывания. В самом деле, любое большее количество отсасываемой среды создает более тонкий пограничный слой, а вместе с тем и большее касательное напряжение на стенке. [c.465] Скорость Уо о означает отсасывание, скорость ио О — вдувание. [c.465] Однако более точный расчет показывает, что для сохранения погранич-ного слоя ламинарным коэффициент Q должен быть значительно выше, чем 1,4 10 . Это вполне понятно, так как асимптотический профиль скоростей возникает не сразу, а только начиная с некоторого расстояния от передней кромки пластины. Впереди этого профиля, вблизи передней кромки пластины, имеется профиль скоростей Блазиуса, который только постепенно на протяжении определенного начального участка переходит в асимптотический профиль. Такой начальный участок ламинарного пограничного слоя с отсасыванием показан на рис. 14.8. Профили скоростей в начальном участке имеют меньший предел устойчивости, чем асимптотический профиль, и поэтому здесь для сохранения ламинарного течения необходимо вести отсасывание в большем количестве, чем это следует из формулы (17.11). [c.467] Этот коэффициент равен = 0,00012. [c.468] Влияние на предел устойчивости отсасывания и градиента давления можно объединить и представить в виде зависимости критического числа Рейнольдса от формпараметра Н 2 = 61/62 профиля скоростей. Такое построение сделано на рис. 17.22. Результаты для пластины с равномерно распределенным отсасыванием (профили Иглиша, рис. 14.8), для пластины с отсасыванием по закону Уо 1/У (профили Буссмана. рис. 14.12), а также для пластины без отсасывания, но с градиентом давления (профили Хартри) все хорошо ложатся на одну кривую. Для асимптотического профиля при отсасывании формпараметр 12 = 2, а для пластины без отсасывания Н12 = = 2,59. [c.469] Вернуться к основной статье