ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Пограничный слой. Основные понятия и уравнения из "Техническая газодинамика Издание 2 " Как показывает опыт, при больших числах Не влияние вязкости сосредоточивается в области потока, непосредственно прилегающей к поверхности тела. Эта область имеет малую по сравнению с длиной протяженность в направлении нормали к поверхности тела и называется пограничным слоем. Вне пограничного слоя поток имеет пренебрежимо малую завихренность и на этом основании рассматривается как потенциальный. В пограничном слое скорости меняются от нуля на поверхности тела до скорости потенциального потока на внешней границе. Так как толщина слоя невелика, то градиенты скоростей в этой области достигают больших значений и, следовательно, поток здесь обладает большой завихренностью. [c.229] Характер распределения скоростей в пограничном слое на плоской стенке показан на рис. 5-13. Непосредственно на стенке жидкость прилипает к поверхности (Я = 0). В тонком пограничном слое с удалением от поверхности тела скорости меняются весьма интенсивно и на небольшом расстоянии от поверхности достигают скорости внешнего потока. [c.229] Сопротивление обтекаемых тел существенно зависит от режима течения в пограничном слое. Движение жидкости в пограничном слое может быть ламинарным или турбулентным.. [c.229] Законы изменения скорости по нормали к поверхности для ламинарного и турбулентного режимов должны быть различными. [c.229] Так как скорости в пограничном слое меняются от нуля на стенке, то естественно предположить, что некоторый участок пограничного слоя, прилегающий к стенке, всегда находится в ламинарном режиме. Это предположение подтверждается распределением скоростей у стенки в пограничном слое. [c.230] Рассмотрим более подробно условия образования пограничного слоя на поверхности крылового профиля (рис. 5-13). [c.230] В направлении потока вдоль поверхности толщина пограничного слоя 5 увеличивается. Заметим, что понятия внешней границы и толщины пограничного слоя не.являются определенными, так как изменение продольных скоростей при переходе из пограничного слоя во внешний поток происходит плавно. Приближенно внешняя граница слоя определяется в тех точках, где продольная скорость отличается от скорости внешнего потока на малую величину порядка Р/о. [c.230] Внешняя граница пограничного слоя не совпадает с линией тока, так как частицы внешнего потока непрерывно проникают в пограничный слой (рис. 5-13). [c.230] Передний участок слоя, расположенный вблизи носика профиля, обычно является ламинарным. На небольшом расстоянии от носика (сечение II на рис. 5-13,а и б) обнаруживается ламинарный профиль скоростей. В некотором сечении III начинается переход ламинарного упорядоченного движения в турбулентное, которое носит пульсационный характер. [c.230] В переходной зоне течение в пограничном слое смешанное значительная часть слоя, ближайшего к поверхности, находится в ламинарном режиме. [c.230] За переходной областью развивается устойчивый турбулентный слой. Здесь область ламинарного подслоя настолько мала, что экспериментально ее трудно обнаружить. Как видно из рис. 5-13,6, турбулентный слой имеет более полный профиль скоростей. [c.230] Схема образования пограничного сл я на рис. 5-13 изображена не в одинаковом масштабе по осям х и у. Толщина слоя 5 весьма невелика по сравнению с размерами тела и составляет сотые и тысячные доли хорды профиля. [c.230] Принципиально эти комплексы можно приравнять любой постоянной, но в данном случае выражения для поперечных масштабов получаются наиболее простыми. [c.232] Последнее условие означает, что скорость в пограничном слое переходит асимптотически к скорости внешнего потока. В действительности этот переход, как уже отмечалось, происходит при значении у, соизмеримом с поперечным масштабом 8. [c.233] Полученное условие —О означает, что распределение давлений на внешней границе слоя и на поверхности обтекаемого те а совпадает. Отсюда следует, что во всех точках поперечного сечения слоя давления одинаковы, т. е. давление внешнего потока передается через пограничный слой к поверхности тела без изменения. [c.233] Изложенное показывает, что отрыв пограничного слоя при обтекании плавной стенки может происходить только в диффузорной области. [c.235] Поскольку масштаб по оси х от числа Ке не зависит, приходим к выводу, что координата точки отрыва ламинарного слоя также не зависит от числа Рейнольдса. [c.235] Вернуться к основной статье