Слой вихревой ламинарный

Будет рассмотрена модель пограничного слоя в ламинарном и турбулентном потоках и обсуждено ее использование в различных аспектах теоретического и экспериментального исследования решеток. Расчет точки перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный имеет определенное значение в практике профилирования лопаток турбомашин к сожалению, этот важный параметр до сих пор определяется в основном эмпирическим путем. В том случае, когда толщина пограничного слоя сравнима с толщиной профиля лопаток, реальное течение в решетке существенно отличается от потока невязкой жидкости это особенно заметно при наличии областей отрыва потока и вихревых следов. [c.199]

При детальном анализе движения в псевдоожиженном слое Рове [659] предположил, что большая разность плотностей (рр — р) частиц и жидкости будет способствовать подавлению турбулентности. При малой разности (рр — р) вихревые потоки жидкости будут хаотически перемещать частицы по слою. Следовательно, псевдоожиженные слои жидкости часто являются турбулентными, хотя поток может быть ламинарным, а частицы мало подвижны при низких расходах потока. Газовые псевдоожиженные слои, как правило, ламинарны, но при высоких расходах потока может возникнуть турбулентность. [c.404]

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]

Теория трехмерного пограничного слоя разработана лишь применительно к отдельным задачам (вращающийся диск, вихревая форсунка, обтекание конуса, пограничная область внутри угла, образованного двумя пластинами). При этом несомненно большие успехи достигнуты в случае ламинарного характера течения. [c.144]

Характер поперечного смывания одиночных труб зависит от числа Рейнольдса. При малых числах Рейнольдса (порядка нескольких единиц) наблюдается безотрывное смывание поверхности труб потоком жидкости. При больших числах Рейнольдса плавно омывается лишь фронтовая половина. В кормовой части трубы вследствие отрыва пограничного слоя жидкости от поверхности возникает сложное вихревое течение, причем если пограничный слой у поверхности имеет ламинарное движение, то угол от лобовой точки трубы до места отрыва составляет значение порядка 80°. Когда характер движения пограничного слоя становится турбулентным, этот угол увеличивается. [c.186]

Затем на поверхностях моделей I и II устанавливались проволочные кольца, которые вызывали местное возмущение потока, а их влияние на положение перехода наблюдалось посредством хорошо заметных тонких струек белых чернил, непрерывно вытекающих из отверстия, расположенного перед проволочным кольцом. Каждое проволочное кольцо располагалось в ламинарном потоке в плоскости, нормальной к оси модели. Изменения в потоке пограничного слоя перед и за проволокой с увеличением скорости регистрировались поведением тонких струек чернил. При данной скорости их поведение зависело от диаметра и положения проволоки. При малых скоростях струйка чернил плавно обтекает проволоку, не образуя кильватера. С увеличением скорости за проволокой образовывались локальные вихри. Вначале эти вихри были довольно устойчивыми, однако с увеличением скорости они приобретали спиральное движение по периферии проволоки и вливались непрерывно или прерывисто в пограничный слой в виде слабой вторичной тонкой полоски чернил. При более высоких скоростях вращательное движение пропадало, образовавшиеся ранее вихри вытягивались, а их концы переходили в вихревую дорожку. С приближением к зоне перехода на некотором расстоянии за проволокой струйки чернил приобретают незначительное колебание и временно отрываются от поверхности. В пре- [c.130]

При сравнительно малых числах Рейнольдса (примерно до Re =10 ) в отводе, расположенном близко от плавного входа, пограничный слой ламинарен, поэтому при небольших Ло/ о имеет место ламинарный отрыв потока от стенок с внутренним закруглением. Критическое число Re, при котором начинается падение характеризуется переходом от ламинарного течения к турбулентному. Турбулизация оторвавшегося пограничного слоя, ведущая к усилению обмена количеством движения между отдельными частицами жидкости, вызывает сужение внутренней вихревой зоны и, как, следствие, расширение струи в этом слое (рис. 6-8). [c.262]

Классическая теория ламинарного пограничного слоя не учитывает завихренности внешнего потока, а учитывает только скорость на внешней границе пограничного слоя. Имевшиеся попытки расширения теории Прандтля на этот случай, насколько нам известно, не получили достаточного развития. Разобранный эффект оттеснения линий тока при наличии вихревого взаимодействия может значительно исказиться, особенно вблизи передней затупленной кромки тела. Упомянем еще, что при гиперзвуковом обтекании вязким газом тонких тел вращения, помимо только что указанных эффектов, важен еще эффект поперечной кривизны тела, который в случае потоков малых скоростей проявляется лишь на сильно удлиненных тонких телах. [c.705]

Все эти обстоятельства, влияя на положение места отрыва потока, тем самым влияют на размеры и мощность вихревой системы, образующейся позади тела, следовательно, и на величину сопротивления тела. Больше всего величина сопротивления зависит от того, является ли течение в пограничном слое до самого места отрыва ламинарным или же оно, не доходя до места отрыва или в самом месте ламинарного отрыва, делается турбулентным. Как уже было упомянуто в 6, в последнем случае место окончательного отрыва потока отодвигается далеко назад — к кормовой части тела, вследствие чего сопротивление значительно уменьшается. [c.259]

Простейшим случаем такого потока может быть слой жидкости, находящейся на границе с неподвижной поверхностью, внезапно приводимой затем в параллельное движение сдвиг, будь он ламинарным или турбулентным, подчиняет своему влиянию постепенно возрастающую зону жидкости. Свободную турбулентность при подобных условиях можно создать, внезапно приведя два соседних жидких тела (слоя) в относительное движение, параллельное разграничивающей их поверхности. Интенсивный сдвиг на этой поверхности разрыва скорости (по сути, вихревой слой) очень быстро приводит к неустойчивости, зарождению турбулентности и диффузии, обусловливаемой вторичными течениями. Образующаяся турбулентность, усиливая местные напряжения, тем не менее обеспечивает условия, облегчающие ее распространение, так как при процессе перемешивания жидкость, [c.333]

Следуюш ая схема отрывного течения невязкой жидкости была дана в вихревой теории сопротивления Кармана. Важнейший шаг в понимании природы отрыва — влияние вязкости жидкости или газа — был сделан благодаря теории ламинарного пограничного слоя Прандтля. При больших числах Рейнольдса отрыв возможен, если есть положительный градиент давления во внешнем течении. Однако остались нерешенными следуюш,ие два вопроса [c.5]

При турбулентном режиме рост давления при отрыве намного больше. В области отрыва не существует плато давления, поскольку вихревое движение в турбулентном слое повышает энергию жидкости. Давление на лобовой поверхности уступа подобно давлению в переходно.м режиме степень устойчивости турбулентного течения не столь высока, как у ламинарного, но выше, чем У переходного течения. [c.49]

Наглядным примером трехмерного течения может служить-обтекание кругового конуса под углом атаки. В экспериментах с конусами с полууглами при вершине 7,5, 12,5 и 40°, проведенных в водяной трубе при значении числа Рейнольдса 2,7 -10, вычисленного по длине конуса, был обеспечен ламинарный характер течения внутри пограничного слоя, оторвавшейся вихревой поверхности и ядра завихренности и измерены распределение давления, положение и интенсивность вихрей и угловая координата линий отрыва и присоединения [24]. [c.127]

Течение в лобовой части цилиндра, в том числе и в критической точке, может быть описано уравнениями ламинарного пограничного слоя, а пара-1летры на внешней границе определяются на основании анализа потенциального потока (по уравнению Эйлера) [1, 2]. В работе [3] для расчета теплопередачи и касательных напряжений в лобовой критической точке рассмотрено влияние на ламинарный пограничный слой вихревой ячеистой структуры, состоящей из парных вихрей с осями, параллельными образующим цилиндра, с вращающейся каждой парой вихрей в противоположных направлениях. В [3, 4] влияние турбулентности на теплоотдачу рассчитывалось на основании анализа в лобовой точке вихрей Тейлора—Гертлера, которые интенсифицируют теплообмен. В области смешанного обтекания расчетное определение чисел Nu возможно только для ср <[ 70° при дальнейшем увеличении ср возникают явления перехода и отрыва пограничного слоя, и учет этих явлений в теоретическом плане еще недостаточно разработан. [c.4]

Таким образом, небольшие колебания режима вызывают в этой области значительные смещения вала, которые легко переходят в циклические вихревые движения. При возникновении вихрей ламинарное течение масла становится турбулентным, в связи с чем резко возрастает трение и тепловыделение в подшипнике. В масляном слое возникают кавитацион-. ные процессы, приводящие к разрушению материала додшипника. [c.341]

В газогидродинамике дискретная молекулярная структура игнорируется и среда рассматривается как сплошная. Понятие сплошная среда" тесно связано с понятием вязкость . Для отдельных молекул понятие вязкость физического смысла не имеет. Вязкость также теряет физический смысл, когда размеры патока меньше размеров свободного пробега молекул. Вязкость можно рассматривать как проводимость количества движения между отдельными точками ( слоями ) движущегося потока /191/. Такое представление вязкости является общим независимо от того, какие частицы - молекулы или более крупные образования -являются носителями количества движения между точками движущегося потока. При ламинарном движении количество движения между отдельными точками переносится молекулами, а при турбулентном движении - турбулентными молями (частицами), возникающими из-за беспорядочного пульсирующего или вихревого движения турбулентного потока. При этом масштабы турбулентных молей изменяются от максимальной величины, сопоставимой с размерами потока, до минимальной, определяемой вязкостью. [c.48]

Рассмотрим процесс поперечного обтекания одиночной цилиндрической трубы потоком жидкости (рис. 17.7). Плавное обтекание цилиндра возможно только при малых скоростях потока — при Re < 5. При всех значениях Re > 5 наблюдается отрыв потока от стенки трубы и образование в кормовой части двух симметричных вихрей, которые с увеличением скорости потока вытягиваются по течению, удаляясь от трубы. Ламинарный пограничный слой, образующийся на лобовой части по обе стороны от точки О, ирн 5 < Re < 2-10 отрывается от поверхности трубы в точке а, характеризующейся углом ф 82° (рис. 17.7, а). Увеличение толщины пограничного слоя от минимального в точке О до максимального в точке отрыва а приводит к увеличению термического сопротивления и уменьшению коэффициента теплоотдачи а. Коэффициент а имеет максн.мальное значение в точке О, минимальное — в точке отрыва а. В кор.мовой части значения а вновь увеличиваются за счет разрушения пограничного слоя и образования вихрей, турбулизирующих поток. При значительных числах Рейнольдса (Re > 2-10 ) ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный (точка Ь на рис. 17.7, б) и место отрыва от трубь перемещается по потоку (точка а). Это приводит к улучшению обтекания цилиндра (ср 120") и уменьшению вихревой зоны. [c.191]

Падение коэффиц иента теплоотдачи на лобовой части трубы объясняется ростом толщины ламинарного пограничного слоя На кривой У минимум теплоотдачи-примерно соответствует месту отрыва слоя кормовая часть трубы омывается жидкостью, имеющей сложный вихревой характер движения. При малых Re теплоотдача кормовой половины цилиндра невелика t возрастанием Re она увеличивается и может сравняться с теплоотдачей лобовой части трубы. [c.223]

При свободном движении жидкости в пограничном слое температура жидкости изменяется от t до а скорость —от нуля у стенки, проходит через максимум и на большом удалении от стенки снова равна нулю (рис. 3-25). Вначале толщина нагретого слоя мала и течение жидкости имеет струйчатый, ламинарный характер. Но по направлению движения толщина слоя увеличивается, и при определенном ее значении течение жидкости становится неустойчивым, волновым, локонообразным и затем переходит в неупорядоченно-вихревое, турбулентное, с отрывом вихрей от стенки. С изменением характера движения изменяется и теплоотдача. При ламинарном движении вследствие увеличения толщины пограничного слоя коэффициент теплоотда- [c.88]

Различают три режима свободного движения жидкости около нагретого (охлаждаемого) тела ламинарный, локонообразный и вихревой. Переход от одного режима движения к другому связан с тур-булизацией пограничного слоя свободного потока жидкости. Эта турбулизация наступает тем скорее, чем выше разность температур твердой стенки и невозмущениой части жидкости, а также чем больше линейные размера тела. В общем случае критерий Нуссель-та при свободной конвекции является функцией критериев Прандтля и Грасгофа и слабо зависит от формы тела. [c.148]

Возникающая турбулентность является в большинстве случаев трехмерной. Представляет интерес рассмотреть вопрос,. при каких условиях, достаточно надежных в теоретическом и экспериментальном отношениях, возникающая неустойчивость, обусловленная плоскими поступательными волнами Толлмина, приводит к трехмерной турбулентности. В связи с этим можно предположить, что в относительно вогнутой области ламинарного пограничного слоя, возмущенного нарастающими волнами, возникает при достаточном нарастании вторичная неустойчивость в отношении вихревых трехмерных возмущений с осями, параллельными основному потоку, причем плоское течение скорее всего переходит в ячеистое трехмерное течение. Особенно благоприятные условия для этой вторичной неустойчивости имеют место в зоне, где скорость распространения волн Толлмина соизмерима со скоростью основного потока. Если такая вторичная неустойчивость существует, то расхождение между значением критического числа Рейнольдса нейтральных волн Толлмина и наблюдаемым дальнейшим ростом числа Рейнольдса переходной ламянарно-трубулентной области может быть связано с критическим числом Рейнольдса вторичной неустойчивости. [c.265]

Вместо градиента давления можно, конечно, рассматривать отрицательный градиент скорости, поскольку = — рйд- . Характерное распределение скорости сплошного потенциального потока на профиле решетки (турбинного типа) показано на рис. 122. Пунктиром на рис. 122 приведено примерное распределение скорости во внешнем потоке при обтекании той же решетки вязкой жидкостью. Начиная от критической точки, на профиле развивается ла,минарный пограничный слой. Первые по потоку максимумы скорости и первые диффузорные участки наблюдаются, как правило, уже вблизи критической точки даже при расчетных углах входа. На этих участках условие безотрывного обтекания обычно нарушается и ламинарный слой отрывается, образуя небольшую вихревую зону с приблизительно постоянным давлением (участок аЬ на рис. 122). За отрг вом ламинарного слоя поток турбулизируется. [c.369]

Акустическими течениями называют стационарные вихревые потоки, возникающие в жидкости под действием ультразвуковых колебаний. Различают три вида акустических течений [ 295, с. 211]. Первый - вихревые потоки, возникающие на границе раздела твердой и жидкой фаз. Эти потоки способны разрушать пограничный ламинарный слой жидкости у поверхности твердой фазы. Теорию этих потоков впервые дал Г. Шлих-гинг [ 297]. Указанный тип вихревых потоков является мелкомасштабным, так как размер их Х. Подобные течения возникают также вокруг [c.85]

В диапазоне очень низких чисел Рейнольдса (Reтечении около сферы. Хотя для задачи об обтекании цилиндра также имеется аналитическое решение, однако диапазон его применимости слишком мал, чтобы иметь большое практическое значение. Когда число Рейнольдса становится больше примерно пяти, происходит отрыв ламинарного пограничного слоя. Как говорилось в 10-3, явление отрыва в рассматрнваемо.ч случае обусловлено обратным перепадом давления и кривизной границы. Распределение давления при потенциальном течении (рис. 15- 1) показывает, что вблизи 0 = 90° имеется сильный обратный перепад давления. При 5цилиндра устойчиво ра.сполагаются два вихря (зоны вращательного движения разных знаков. Прим. ped.), за которыми вниз по течению следует извилистый вихревой слой.. Область течения позади тела, в которой происходят изменения, обусловленные присутствием тела, называется следом. В выше упомянутом диапазоне чисел Рейнольдса след целиком ламинарный. [c.403]

Тэйлоровская оценка возникновения неустойчивости настолько ясна и поучительна, что хочется привести цитату из его работы Наблюдаемое явление было одинаковым во всех случаях. Слой окрашенной жидкости неожиданно распадался на ряд равноотстоящих пленок, плоскости которых были перпендикулярны оси вращения. Эти пленки в каждом случае располагались друг от друга на расстоянии, приблизительно равном удвоенной толщине слоя между цилиндрами. Пленки распространялись до тех пор, пока не достигали внутренней поверхности внешнего цилиндра. Затем они распространялись вверх и вниз вдоль этой поверхности, пока не покрывали всю ее тонким слоем окрашенной жидкости. Этот слой был почти незаметен, так как его кромку трудно было различить. С другой стороны, при встрече слоев, направленных вверх и вниз, образуются пленки, движущиеся к внутреннему цилиндру, подобные тем, что движутся к внешнему цилиндру. В результате через 2—3 сек после начала движения появляется ряд тонких пленок окрашенной жидкости, расположенных друг от друга на расстоянии, равном толщине слоя между цилиндрами. Фактически через несколько секунд после начала движения оно уже кажется установившимся, так как в нем невозможно различить, какие пленки движутся внутрь, а какие — наружу, хотя каждая из них в отдельности чрезвычайно резко очерчена . Из этого онисапия видно что в начале возникновения неустойчивости поток не прямо превращается в турбулентный, а переходит в другой вид ламинарного движения. Эксперименты Тэйлора показали, что при увеличении скорости внутреннего цилиндра симметричные вихревые кольца сначала становятся несимметричными или даже узловатыми и затем разрываются, превращая весь поток в турбулентный. [c.237]

Эффект перемешивания часто выражают через турбулентное напряжение трения т = е (ди1ду), связывая вызывающую его причину с некоторой вязкостью б, называемой турбулентной , или вихревой , вязкостью. Так как турбулентная вязкость е в пограничном слое может в сто раз превышать динамическую вязкость [х той же жидкости, турбулентное течение обладает гораздо большей способностью к самоперемешиванию. Вследствие большего потока массы и большей турбулентной вязкости турбулентное течение способно распространяться на большее расстояние против возрастающего давления, чем ламинарное течение. Таким образом, перемешивание является очень важным фактором, характеризующим отрыв, который можно выразить в виде некоторого параметра. [c.20]

Аналогичный случай влияния поперечного течения на отрыв потока изучен Лузом [5]. Он точно рассчитал ламинарный пограничный слой несжимаемой жидкости, создаваемый на плоской пластине течением, линии тока которого параллельны плоскости пластины и имеют параболическую форму в этой плоскости. Вихревой невозмущенный поток имеет постоянную скорость, направленную по нормали к пластине. Эта ситуация подобна встречающейся в некоторых задачах о течении жидкости около лопаток турбомашин. Обозначая через й угол между направлением невозмущенного потока и нормалью к передней кромке в произвольной точке, а через о — соответствующее значение при х = О, Луз установил, что при тЭ о > О отрыв не возникает, поскольку градиент [c.111]

Часто точение внутри полости или нузыря называют застойным ( мертвым ). В застойной зоне скорость не обязательно равна нулю. В этой области существуют сложные вихревые ноустано-вившиеся трехмерные течения, даже если отрыв потока происходит на двумерной поверхности или за ней. В области присоединения ламинарного пограничного слоя на двумерной модели в сверхзвуковом потоке наблюдались интенсивные регулярные периодические возмущения в направлении размаха [2]. При обтекании дозвуковым потоком срезов или уступов двумерных тел [c.10]

Некоторые важные свойства ламинарного следа. Пульсации скорости, измеряемые около передней критической точки, оказались весьма большими [55]. Эти возмущения, но-видимому, затухали и исчезали в пограничном слое по мере приближопия к следу, но большие пульсации скорости вблизи передней критической точки могут стать важным фактором, предшествующим образованию следа. В частности, вихревая воронка вблизи точки отрыва, вероятно, является начальной точкой образовании интенсивных вихрей в следе. В вихревой воронке наблюдаются пульсации с большой амплитудой. Эти пульсации поддерживаются путем накопления малых возмущений, возникающих в оторвавшемся пограничном слое (18, 55]. [c.91]

Смотреть страницы где упоминается термин Слой вихревой ламинарный : [c.140] [c.438] [c.346] [c.398] [c.48] [c.232] [c.232] [c.106] [c.166] [c.95] [c.94] [c.149] [c.225] [c.187] [c.284] [c.296] [c.83] [c.248] [c.60] [c.73] [c.191] [c.436]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...