ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Переходные явления в пограничном слое из "Механика жидкости и газа Издание3 " В отличие от переходных явлений, рассмотренных в предыдущем параграфе, в пограничном слое наличие того или другого режима движения обусловлено развитием движения вдоль пограничного слоя. Так, начальный участок слоя обычно бывает ламинарным, за ним располагается переходная область, где сосуществуют турбулентные зоны потока с ламинарными, и, наконец, область развитого турбулентного потока. [c.670] Наблюдающееся различие в значениях Ке р для разных крыльев имеет еще одну причину. Подобно тому как это имеет место в трубе переменного сечения, критическое значение Ке в пограничном слое зависит еще от того, попадет ли критическое сечение в конфузорную или диффузорную часть пограничного слоя. В области ускоренного течения (конфузорная часть слоя) Ке имеет большие значения, чем в области замедленного течения (диффузорная часть слоя). В случае свободного пограничного слоя, как, например, в струе или в следе вдалеке за телом, критические значения числа Рейнольдса очень малы, и практически всегда приходится иметь дело с турбулентными струями и следами за телом. [c.671] Из графика непосредственно следует, что критические числа Ке р, соответствующие положительным значениям /кр, т. е. конфузориому участку пограничного слоя, значительно превышают критические числа в области замедленного движения в диффузорной области. Этот факт условно выражают, говоря, что ламинарный поток в конфузорной части пограничного слоя более устойчив, чем в диффузорной. При этом за количественную меру устойчивости принимают значение критического рейнольдсова числа Кекр. [c.672] Не следует смешивать эту точку потери устойчивости ламинарного пограничного слоя ни с началом переходной области, ни с той точкой перехода ламинарного движения в турбулентное, которая йнтер есует практику. Под началом переходной области обычно понимают точку (сечение пограничного слоя), где развивающиеся возмущения нарастают настолько заметно, что уже начинают изменять ламинарный характер движения в пограничном слое, а под точкой перехода такую промежуточную точку переходной области, где турбулентный характер движения уже значительно проявился, например, в искажении профиля скоростей в сечениях пограничного слоя. В тех случаях, когда протяженность переходной области по сравнению с размерами тела невелика или не требуется большой точности в определении положения перехода, пользование понятием точки перехода вполне приемлемо. [c.672] Явление перехода, как это было уже отмечено, зависит от распределения давления во внешнем потоке в конфузорном участке пограничного слоя, где внешний поток ускоряется, переход затягивается, смещаясь вниз по потоку, а в диффузорном участке с замедляющимся движением, наоборот, предваряется, переходя в верхние по потоку участки. Наконец, важное значение имеет состояние поверхности обтекаемого тела степень ее шероховатости, волнистости, нагретости и многие другие причины. [c.674] В последнее время проводятся эксперименты по выявлению роли примесей, вводимых в малых концентрациях в жидкость в пограничном слое, в затягивании протяженности ламинарного участка или в уменьшении интенсивности уже развившейся турбулентности. Особенно полезными в этом смысле оказываются высокополимерные примеси, введение которых даже в очень малых дозах значительно сказывается на режиме течения. [c.674] Остановимся на иллюстрации влияния некоторых из только что перечисленных факторов на расположение точки пере.хода ламинарного движения в турбулентное в пограничном слое. [c.674] Для грубой оценки положения точки перехода па крыловом профиле с гладкой поверхностью в практически, наиболее интересной области значений рейнольдсовых чисел 10 —10 можно рекомендовать выбирать за положение точки перехода точку минимума давления. [c.675] Обращает на себя также внимание факт наличия заметной области перехода, которым при детальном расчете пограничного слоя нельзя пренебрегать. [c.676] Для качественной иллюстрации влияния продольного перепада давления на положение точки перехода в пограничном слое при различных интенсивностях турбулентности набегающего потока могут служить результаты опытов Е. М. Минского ) (рис. 221). Иа оси ординат отложена относительная дуговая абсцисса точки перехода на верхней поверхности четырнадцатипроцентного крылового профиля, а на оси абсцисс— степень турбулентности в. Как показывает график, наблюдается отчетливое смещение точки перехода к носику крыла нри возрастании интенсивности турбулентности набегаюш,его потока. [c.677] Как было отмечено в предыдущей главе, кривизна поверхности при малых отношениях толщины пограничного слоя к радиусу кривизны сказывается только через скорость внеишего потока, а не непосредственно. Можно отметить, что на вогнутых поверхностях даже сравнительно малая кривизна поверхности оказывает существенное влияние на переход. На выпуклых поверхностях такое влияние незаметно явление перехода происходит так же, как и на пластине с соответствующим распределением давлений. [c.677] Бугорки шероховатости новерхности играют роль источников возникновения воз1иущений в пограничном слое. Эти возмущения присоединяются к тем, которые вносятся в пограничный слой из внешнего потока. [c.677] ГОСТЯМ к. Об общности механизма влияния на положение точки перехода возмущений, возникающих из-за наличия отдельных бугорков ще-роховатости и затем развивающихся в области следа за бугорком, и существующих в самом набегающем потоке, можно судить по графику, представленному на рис. 223 ). Из кривых этого графика следует, что при малой относительной шероховатости kjbk положение точки перехода определяется интенсивностью турбулентности набегающего потока е, а при сравнительно большой относительной шероховатости не зависит от этой интенсивности. [c.678] В процитированном обзоре X. Л. Драйдена можно найти разнообразные экспериментальные материалы по вопросу о влиянии шероховатости поверхности на переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный. [c.678] Экспериментальные исследования структуры поГраничцого слоя, выполненные на базе современных методов измерения, показали большую сложность механизма перехода ламинарного режима течения в турбулентный. Отсылая интересующихся к подробному докладу И. Тани2), в котором собраны последние достижения в этой области, отметим лишь некоторые, наиболее своеобразные особенности рассматриваемого явления. [c.678] Прежде всего обращает на себя внимание неустойчивость плоской формы возмущений. Если при помощи специального устройства, например колеблющейся нити, натянутой вдоль размаха пластины, вызывать плоские, одинаковые по размаху возмущения, то они очень быстро теряют свой плоский характер и приобретают волновое строение с периодически чередующимися вдоль размаха вершинами и провалами в распределениях продольной (по потоку) и поперечной (по размаху) осредненных скоростей и средней интенсивности -пульсаций продольной скорости. [c.678] Формула (2) может служить для приближенного определепия коэффициента перемежаемости V по показаниям трубки полного напора. [c.680] Вернуться к основной статье