Сечение критическое пограничного слоя

Из формул (6-1-9) и (6-1-10) следует, что при принятых допущениях предельный профиль скоростей в сечении отрыва пограничного слоя не зависит от эмпирических констант турбулентности. Предельное же критическое значение формпараметра f зависит от константы 90 [c.90]

Определение сечения отрыва пограничного слоя от электродной стенки производится по формулам гл. 6 с учетом влияния неизотермичности и сжимаемости на закон трения и критические параметры отрыва. [c.180]

Принималось, что в критическом сечении сонла пограничный слой, отсутствует, а поток с числом Маха 1,01 является однородным. Ддя коэффициента вязкости д использовался степенной закон Оказалось, чго в случае мягкого условия дня давления на выходе из сопла (линейная экстраполяция) для получения решения достаточно было выполнить всего лишь две итерации. В качестве начального приближения в области [c.181]

Следует отметить, что около критического сечения поток очень чувствителен к изменению поперечного сечения канала. Так, папример, для изменения числа М на 10 % (от М = 0,9 до М = 1) достаточно изменить площадь сечения на 1 %, а для перехода от М = 0,95 к М = 1 — на 0,25 %. По этой причине нельзя поддержать критический режим на достаточно протяженном участке прямой трубы (пограничный слой, образующийся за счет торможения газа у стенок, как бы сужает сечение струи). [c.144]

Другой разновидностью регулирования модуля вектора тяги путем изменения критического сечения сопла является газодинамическое управление. Критическое сечение сопла изменяется за счет увеличения толщины пограничного слоя при тангенциальном вдуве газа в сопло из газогенератора или из основной камеры сгорания. Такой вдув одновременно позволяет уменьшить тепловые потоки к соплу. Исследования показывают, что глубина регулирования тяги в последнем случае существенно меньше, чем в случае применения сопла с центральным телом ([48], 1972, № 10). [c.303]

I, //, III— профили скорости соответственно до критического сечения, в критическом сечении и за ним представить следующим образом V — верхняя граница пограничного слоя V — граница [c.463]

Решение. Определим расстояние от передней кромки пластины до того сечения, в котором ламинарный пограничный слой на поверхности пластины переходит в турбулентный. При значении степени турбулентности е == = 0,2 % критическое число Рейнольдса равно 2-10 (1191, рис. VI.26), следовательно, [c.239]

Течение жидкости в трубах отличается рядом особенностей. Понятия гидродинамического и теплового пограничного слоев в том смысле, в каком они были использованы для расчета теплообмена при плоском течении, сохраняют силу лишь для начального участка трубы, пока пограничные слои, утолщаясь по течению, не сомкнутся, заполняя поперечное сечение трубы. Начиная с этого момента влияние трения распространяется на все поле движения. Различают два режима движения в трубах — ламинарный и турбулентный. Критическое значение числа Рейнольдса Re p = 2300. В чисто ламинарной области течения при [c.131]

В формуле (11.59) величина б представляет собой толщину потери импульса в критическом сечении Xkp, начиная с которого пограничный слой рассматривается как турбулентный. [c.231]

При поперечном обтекании круглого цилиндра и при обтекании шара на передней части этих тел образуется ламинарный пограничный слой (по крайней мере, при достаточно низких числах Рейнольдса, когда переход к турбулентному пограничному слою не происходит). Расчет местной плотности теплового потока в окрестности критической точки и на лобовой поверхности тел выполняется рассмотренными методами. Однако в сечении цилиндра или шара, расположенном несколько выше по потоку, чем миделево, происходит отрыв ламинарного пограничного слоя (отрыв турбулентного пограничного слоя происходит несколько ниже миделева сечения). После отрыва пограничного слоя на поверхности тела наблюдаются колебания местного коэффициента теплоотдачи, соответствующие сложному вихревому характеру течения с уносом вихрей от поверхности в гидродинамический след. [c.274]

В [Л. 300] исследовано влияние термической диффузии на коэффициент восстановления и теплообмен в турбулентном пограничном слое на пластине при вдуве гелия в воздух. Численное решение уравнений сохранения для бинарного пограничного слоя выполнено при Мао = 4 и Ред -а 0= 10 - -10 (где Хо— расстояние начала пористого участка от критической точки X—Хо — расстояние от начала пористого участка до рассматриваемого сечения пластины). [c.389]

Распределение скоростей в пристеночной области ламинарного пограничного слоя в данном сечении потока определяется посредством условий на стенке [1], действие которых благодаря изменению давления распространяется на соседние с этим местом участки. В противоположность этому асимптотическое поведение на внешней границе пограничного слоя не зависит от условий вблизи рассматриваемого места, а зависит от всей предыстории внешней скорости и главным образом от условий вблизи начала пограничного слоя, т. е. вблизи передней критической точки. Поэтому пограничный слой при его расчете мысленно разбивается на внутреннюю и внешнюю части, как это впервые предложил Карман [2 и 3]. [c.65]

На рис. 8-1 представлены зависимости коэффициента истечения ст числа Рейнольдса и отношения давлений еа- Кривые на рис. 8-1 показывают, что область практической автомодельности по числу Рейнольдса обнаруживается при Rea>4-10 . С уменьшением Re<4-10 коэффициент истечения интенсивно уменьшается. Важными следует считать результаты определения коэффициента В в сверхкритической области. Как видно, по мере уменьшения а< < кр (вкр = 0,546 — критическое отношение давлений для перегретого пара) продолжается рост коэффициента В, что противоречит элементарной теории истечения. Увеличение коэффициента истечения с уменьшением еа объясняется изменением структуры пограничного слоя в выходном сечении сопла. Известно, что при сверх-критических перепадах давлений действительное минимальное сечение потока не совпадает с выходным сечением сопла [Л. 45, 50]. [c.209]

При докритических перепадах давлений пограничный слой непрерывно возрастает вдоль образующей сопла и толщина вытеснения достигает максимального значения в выходном сечении. При сверхкритических перепадах давлений давление вблизи выходного сечения равно критическому, а за соплом меньше критического. Под действием разности давлений на выходном участке сопла происходит изменение профиля скорости и резкое уменьшение толщины вытеснения слоя ( сброс слоя), причем перестройка слоя начинается внутри сопла, так как возмущение через дозвуковую часть слоя распространяется против течения. Такая перестройка пограничного [c.209]

Следует также отметить, что изменение расхода с увеличением перепада давлений происходит более интенсивно для длинных сопл. Этот факт можно объяснить тем, что смещение критического сечения против потока и изменение его площади для длинных сопл оказываются более значительным из-за увеличенной толщины пограничного слоя. Графики на рис. 8-7 показывают также, что увеличение длины приводит к резкому уменьшению В при большой влажности, так как с ростом Ijd увеличивается толщина жидкой пленки на стенках сопла. [c.218]

Исследованное в настоящем параграфе движение со степенным распределением скорости во внешнем потоке представляет своеобразный интерес. Выбирая для показателя степени т (или Р) различные убывающие значения от т = I до т = —0,0904, тем самым рассмотрим различные движения, схожие с происходящими в сечениях пограничного слоя вблизи лобовой критической точки О (m = 1, р = 1), точки минимума давления М (m = О, р = 0) и, наконец, точки отрыва S (т = = —0,0904, р = —0,1988). Чтобы использовать для приближенного описания движения в пограничном слое на крыле профили скоростей и другие величины, представленные на рис. 194 и в табл. 18 и 19, пришлось бы для каждого сечения пограничного слоя на крыле брать значения этих величин, соответствующие своему, характерному для данного сечения слоя значению р или т. Для установления связи между необходимым значением р (или т) и абсциссами х различных сечений данного пограничного слоя потребовались бы дополнительные соображения они будут изложены далее в связи с приблил енными методами теории ламинарного пограничного слоя. Автомодельные решения дают подобные между собой распределения скоростей во всех расположенных вдоль потока сечениях, так что отрыв имеется либо во всех сечениях, либр ни в одном из них. Только нсавтомодельное решение может описать близкий к действительному развивающийся от сечения к сечению поток. Напомним, что аналогичное обстоятельство имело место при рассмотрении плоского радиального потока между двумя непараллельными стенками (задача Гамеля, 96). [c.599]

На режимах истечения из сопла с большим перерасшпрением, когда на срезе сопла устанавливается мостообразный скачок (рис. 8.10), отношение давлений на срезе pjpa может оказаться выше критического для пограничного слоя сопла при его взаимодействии с косым скачком уплотнения аЪ. В этом случае возникает отрыв пограничного слоя от стенки и система скачков смещается внутрь сопла в сечение й, где скорость меньше X, < 1а) и давление перед скачками выше р, > Ра), чем в сечении а при надлежащем уменьшении отношения давлений в косом скачке [c.443]

Рассмотрим в качестве примера потенциальное бесциркуляционное обтекание круглого цилиндра ( 4 гл. 7). Начиная от передней критической точки /<1, давление убывает dpldx < 0), а скорость возрастает вплоть до точки С, за которой начинается обратное изменение давления и скорости. Жидкие частицы на участках пути вблизи границы Ki испытывают ускорение, обусловленное падением давления в направлении движения, и их кинетическая энергия возрастает. В идеальной жидкости этому ускорению ничто не препятствует, но в реальной движение тормозится трением, развивающимся благодаря прилипанию жидкости к твердой поверхности и образованию пограничного слоя. Все же благодаря прямому перепаду давления ускорение в нем наблюдается, по крайней мере, до точки С. Иначе обстоит дело на участках С/<2. Здесь dpldx > 0 и частицам приходится двигаться против нарастающего давления, В идеальной жидкости это приводит лишь к убыванию кинетической энергии и восстановлению полного давления, достигаемого в точке К2- В реальной жидкости часть кинетической энергии должна быть затрачена еще на компенсацию работы сил трения, оказывающих тормозящее действие. В связи с этим частицы, двигавшиеся в пограничном слое и имевшие малый запас кинетической энергии, начиная с некоторой точки О (рис. 186), не могут уже преодолевать совокупное действие обратного перепада давления и трения они в этом сечении останавливаются, а частицы, двигающиеся по более удаленным от тела траекториям, отклоняются в сторону внешнего потока. Часть жидкости, расположенная ниже точки О, под действием обратного градиента давления получает возвратное движение. Это явление и называют отрывом пограничного слоя. Структура течения и конфигурация линий тока вблизи точки отрыва показаны ка рис. 186. [c.382]

Отсос через проницаемую поверхность. Ламинаризируя пограничный слой на проницаемой поверхности, стремятся реализовать оптимальный режим отсоса, добиваясь такого распределения нормальной составляющей скорости по поверхности, при котором в каждом сечении пограничного слоя местное число Рейнольдса было бы равно его нижнему критическому значению Ке (х) = Рз с /ч = . [c.446]

На участке до некоторого сечения В—В структура потока в пограничном слое соответствует ламинарному течению характерная эпюра скоростей на этом участке показана на рис. 5.8 (в сечении А—А). Правее сечения В—В устойчивость ламинарного течения нарушается, и оно постепенно переходит в турбулентное. Расстояние Хкр зависит главным образом от степени турбулентности невозмущенного потока и шероховатости твердой поверхности. Критерием перехода ламинарного режима в турбулентный принято считать число Рейнольдса Кекр = = UaoA кp/v. Порядок величины критического числа Рейнольдса находится в пределах 10 —10 . [c.244]

М. Е. Дейч и Г. В. Циклаури объясняют изменение предельного расхода при сверхкритических перепадах давлений частичным выдуванием пограничного слоя на выходном участке сопла. По схеме авторов часть подторможенного пристеночного слоя под действием разности давлений между давлением в пределах сопла и во внешнем пространстве выдувается толщина слоя на этом участке убывает в направлении к выходному срезу сопла. В некоторых случаях продольный профиль канала, образованного внутренней поверхностью пограничного слоя, может приобрести форму сопла Лаваля с горлом, расположенным внутри насадки. По мере снижения противодавления усиливается эффект выдувания в связи с этим увеличивается действительное критическое сечение ядра потока, а следовательно, растет и расход через сопло. [c.108]

Перемещающиеся скачки конденсации, естественно, дестабилизируют пограничный слой, причем дозвуковые участки слоя резко утолщаются и могут проводить возмущения, создаваемые за соплом, против течения. Вблизи критического сечения, где интенсивность скачков конденсации максимальна, возможен локальный во времени отрыв слоя. Вполне вероятно, что образованием локальных отрывов объясняется минимальное значение hp t на рис. 6.8, б. [c.209]

В соплах Лаваля также действуют все факторы, подавляющие и генерирующие турбулентность (в конденсирующемся и парокапельном потоках). Вблизи минимального (критического) сечения, в котором М=1, продольные градиенты давления достигают максимальных значений и пограничный слой ламинаризируется. За минимальным сечением реализуется конденсационный скачок, положение и интенсивность которого определяются начальными параметрами пара и профилем в расширяющейся части сопла за минимальным сечением. Конденсационный скачок турбулизирует пограничный слой за критическим сечением, а выпадающая при конденсации мелкодисперсная влага частично подавляет генерируемую турбулентность. При достаточной интенсивности конденсационный скачок может вызвать отрыв ламинаризированного в минимальном сечении слоя отрыв локализуется в последующем конфузорном сверхзвуковом течении. Подчеркнем, что при работе сопла на нерасчетных режимах с адиабатными скачками уплотнения в расширяющейся части конденсационный скачок обеспечивает менее интенсивную диссипацию кинетической энергии в сопле, так как способствует снижению интенсивности адиабатного скачка и вследствие турбулизации пограничного слоя предотвращает его отрыв. [c.213]

Поперечный профиль скоростей материала в слое, сползаюш,ем в вертикальной трубе, равномерен, за исключением упоминавшегося пограничного слоя Л. 647], лишь иа значительной высоте над выпускным отверстием. На высотах, отношение которых к диаметру трубы меньше тангенса угла внутреннего трения сыпучего материала, эта равномерность движения теряется [Л. 717]. Один из методов определения угла внутреннего трения.по-Kpaff на рис. 1-9. Твердый материал медленно засыпается в трубку, в которой имеется свободно движущийся поршень. Установлено, что если отношение высоты слоя над поршнем к внутреннему диаметру трубки не превышает некоторого критического значения, то слой можно без труда поднять поршнем. Однако если добавить сыпучий материал и повторить этот опыт при более высоких отношениях H/D , то перемещение поршня вверх становится невозможным. При тщательном выполнении опытов, как отмечает Зенз, легко определить критическое отношение HjD, равное tg а. Трубка должна иметь постоянное поперечное сечение, и поршень должен ходить в ней свободно, по без попадания частиц в зазор между стенками и поршнем. Угол внутреннего трепия а обычно много больше угла естественного откоса зернистого материала р. Так, например, по данным [c.48]

И-М. Поток воздуха, движущийся с постоянной скоростью, продольно обтекает плоскую изотермическую пластину. От передней кромки пластины нарастает лам,инарный пограничный слой. Рассмотрите два варианта. В первом случае переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному происходит при Re = 3- 10 а во втором—при Лед = 10 . Вычислите и постройте в логарифмических координатах зависимость числа Стантона от числа Рейнольдса (Rex) вплоть до Ред = 3-10в. Считайте, что переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному происходит скачкообразно п одном сечении (что в действительности не так). Число Стантона в области турбулентного пограничного слоя вычисляйте с помощью интегрального уравнения энергии, сопрягая в сечении перехода от ламинарного пограничного слоя к турбулентному соотвегствующие толщины потери энтальпии так же, как при выводе уравнения (11-29). Постройте также зависимость числа Стантона от числа Re для случая, когда турбулентный пограничный слой начинает развиваться непосредственно от передней кромки пластины. Определите координату j , от которой фактически развиваегся турбулентный пограничный слой, когда ему предшествует ламинарный. Как влияет на эту величину изменение критического значения Re, при котором происходит переход от ламинарного пограничного слоя к турбулентному Каково должно быть число Рейнольдса, чтобы коэффициент теплоотдачи к турбулентному пограничному слою можно было вычислять с точностью 2%, не учитывая влияние начального участка с ламинарным пограничным слоем [c.306]

Один из концов круглого цилиндрического тела диаметром 1,2 м выполнен в виде полусферической головки. Тело продольно обтекается потоком воздуха (передняя критическая точка находится на пересечении полусферы с осью тела). Параметры набегающего потока давление 1 бар, температура 20°С, скорость 60 м/сек. Рассчитайте распределение местного (Коэффициента теплоотдачи аа цилиндрической части тела а участке длиной 3,7 м от ее начала, если поверхность цилиндра имеет постоянную температуру. Принимайте необходимые для расчета допущения относительно ламинарного пограничного слоя на начальном участке тела и распределения скорости внешнего течения в окрестности полусферы. Считайте, что скорость потока вне пограничного слоя вдоль всей цилиндрической части тела постоянна и равна 60 м/сек, хотя, строго Г01варя, в области, прилегающей к сечению сопряжения полусферы с цили ндром, это неверно. [c.307]

Величина Л является формпараметром пограничного слоя. При Л=0 профиль скорости соответствует du dx = 0 (обтекание пластины, клина или криволинейной стенки в сечениях, где скорость имеет максимум или минимум). При отрыве пограничного слоя [(ди1ду)го—0] а 0 и Л= —12. Значения Л>12 дают в пограничном слое ы/и1>1, что в установившемся изотермическом пограничном слое невозможно. Для распределения скорости в передней критической точке Л=7,052. Следовательно, диапазон изменения формпараметра Л лежит в пределах —12 Лй 12. При распределении скорости [c.74]

Сравнивая кривые на рис. 8-3, следует подчеркнуть, что обычно используемое для расчета расхода влажного пара через сопло значение коэффициента истечения В = 2,035 (среднее значение по опытам Бендемана) отвечает только сухому насыщенному пару при докритических режимах. В этой области данные Бендемана удовлетворительно совпадают с данными опытов МЭИ. При значениях влажности уо>0 коэффициенты истечения существенно зависят от уо и отнощения давлений еа. Характерным является тот факт, что при малых степенях влажности увеличение В отмечается при значениях Еа, существенно меньших критического (кривые для уо = Ои уо = 5% на рис. 8-3). Следовательно, при малой влажности пленка жидкости не оказывает заметного влияния на расход и определяющими являются изменения в структуре парового пограничного слоя (сброс слоя). При большой начальной влажности Уо>5% определяющее влияние на расход оказывает жидкая пленка, толщина которой в выходном сечении сопла слабо зависит от перепада давлений коэффициенты истечения при 8а<8кр сохраняются практически постоянными. [c.212]

Можно полагать, что в соплах Лаваля величины екр и enpi весьма близки и 8кр1 слабо зависит от режима этот результат представляется очевидным, так как в минимальном сечении сопла не может происходить сброс пограничного слоя и площадь минимального сечения изменяется мало. Это означает, что по результатам испытаний сопл Лаваля можно точнее установить влияние влажности на критическое отношение давлений 8кр. Данные, приведенные на кривых распределения давления, показывают, что с ростом влажности величина екр несколько уменьшается. Уменьшение начального перегрева н появление влажности на входе приводят к возрастанию коэффициента истечения качественно зависимость В = = В Нл, Уо) сохраняется такой же, как и для суживающихся сопл. [c.233]

Для расчета описанного течения предположим сначала, что кромка обтекается безотрывно, и получим распределение Kopo Tir в невязком потоке с заданными величиной и направлением скорости на входе (пунктир на рис. 137, б). Зададимся затем предположительно какой-нибудь скоростью Wp датах, определим точку и построим (с помощью метода 20) струйное обтекание заданной кро.чки с заданной величиной скорости Wp (штрих-пунктир на рис. 137, а). Граница струи будет, вообще говоря, проходить выше профиля, по крайней мере в окрестности критической точки, так как Wp < датах-Предположим затем, что зона отрыва настолько мала, что распределение скорости на остальном профиле не изменяется. Из этого условия найдем сечение / 2- котором струя с да = да г = onst должна быть закончена, а ее расстояние от профиля должно быть равно толщине вытеснения S пограничного слоя в предельном состоянии отрыва. В этом состоянии, если принять линейный профиль [c.411]

Таким образом, смена режима течения в пограничном слое осуществляется в некотором диапазоне критических значении Re. Этот диапазон, как и значение Re b-p2 (Re.xKp2), в конечном сечении переходной зоны зависит от многих факторов, среди которых в первую очередь нужно отметить степень возмущенности (степень турбулентности) потока за пределами пограничного слоя, значение продольного градиента давления и степень шероховатости обтекаемой поверхности. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...