Вязкий слой раздела

На рис. 15.1 приведены схемы двухслойного течения в случае разрыва скорости и плотности па гюверхности раздела (рис 15.1, а) и с непрерывным изменением плотности и скорости (рис. 15.1, б). На рис. 15.1, 6 1—2 — динамический пограничный слой раздела (слой сдвига скорости) 3—4 — вязкий слой раздела 5—6 — диффузионный слой раздела 1—3 — зона турбу- [c.244]

Трущиеся поверхности деталей машин и механизмов во многих случаях разделены тонким слоем вязкой жидкости или газа, в котором развивается давление, предотвращающее соприкосновение поверхностей. Закономерности движения такого тонкого вязкого слоя составляют содержание гидродинамической теории смазки, основы которой были заложены в трудах О. Рейнольдса, Н. П. Петрова, И. Е. Жуковского, С. А. Чаплыгина. [c.306]

Распределение турбулентной вязкости поперек турбулентного потока зависит от его структуры. Турбулентный поток условно можно разделить на три зоны вязкий слой, буферный слой (переходная область) и турбулентное ядро, В вязком слое, в области, непосредственно прилегающей к стенке, движение жидкости преимущественно ламинарное, т. е. молекулярная вязкость больше, чем турбулентная. Несколько дальше от стенки (за вязким слоем) течение становится нестационарным (буферный слой). После буферного слоя расположено турбулентное ядро, где весь поток вовлечен в турбулентное движение. Следует отметить, что вязкий слой не является полностью невозмущенным. Прилегающие к стенке сравнительно крупные элементы жидкости, имеющие низкую скорость, периодически отрываются от стенки и переносятся в ядро потока. Механизм этого явления полностью еще не изучен, но вероятнее всего этот процесс обусловлен неустойчивостью вязкого слоя. Элемент жидкости, оторвавшийся от поверхности, замещается жидкостью с большей энергией из удаленной от поверхности области именно эта жидкость приносит энергию, необходимую для отрыва элемента жидкости от поверхности. В ядре потока турбулентность генерируется и поддерживается элементами жидкости, пришедшими от стенки. [c.185]

При гидродинамическом плотностном расслоении (при наличии слоя вязкого течения) слой раздела по своей толщине относительно невелик. Это позволяет рассматривать движение двух неоднородных ш плотности жидкостей по двухслойной схеме. Эти жидкости разделены не слоем раздела, а поверхностью, что, строго говоря, правомерно лишь только для несмешивающихся жидкостей. [c.215]

Теория пограничного слоя разделяет решение общей сложной задачи об обтекании твердого тела потоком вязкой жидкости на две более простые обтекание твердого тела лишь тонким слоем вязкой жидкости и обтекание твердого тела несколько увеличенного в размерах (на величину пропорциональную толщине пограничного слоя) идеальной жидкостью. Пограничный слой возникает при всех реальных течениях в лопаточных машинах и двигателях и существенно влияет на их работу. Теория пограничного слоя позволяет управлять сознательно этими течениями, а также рассчитывать их. [c.20]

В случае, когда поверхности твердых тел разделены жидкой или газообразно) средой (смазкой), подчиняющейся законам гидродинамики вязкой жидкости, трение возникает в слое смазки и не зависит от физических свойств твердых поверхностей. Такое трение называют гидродинамическим. [c.152]

Особое место в числе задач, решаемых приближенными методами, занимают те, в которых можно разделить поле течения вязкой жидкости на две характерные области пристенную, называемую пограничным слоем, в которой существенно проявление вязкости, и внешнюю, где влияние вязкости мало и поток можно приближенно считать потенциальным. [c.289]

Так как число Рейнольдса пропорционально отношению инерционной силы к силе вязкости, нахождение условий, определяющих границы устойчивости, должно производиться с учетом вязких свойств жидкости. Однако первое представление о механизме возникновения неустойчивости в прямолинейном потоке можно получить с помощью схемы движения поверхности раздела двух слоев идеальной жидкости. [c.360]

Трущиеся поверхности детален машин н механизмов во многих случаях разделены тонким слоем вязкой жидкости или газа, в котором развивается давление, предотвращающее соприкосновение поверхностей. [c.342]

Ранее упоминалось, что при течении вязкой жидкости вблизи твердой поверхности образуется слой, в пределах которого осуществляется переход от нулевых скоростей к тем их значениям, которые имели бы место в идеальной жидкости, обтекающей данную поверхность. Этот слой, называемый пограничным, представляет собой часть области течения, в которой главным образом проявляется действие вязкости. За пределами пограничного слоя ее влияние пренебрежимо мало и течение может считаться безвихревым. Это обстоятельство, установленное многочисленными экспериментальными и теоретическими исследованиями, является важнейшим, так как позволяет весь поток разделить на две области пограничный слой и внешний поток движение в каждой из них удается описать, учитывая только его главные, присущие данной области особенности. [c.357]

Разделив все члены уравнения (553) на р и пренебрегая незначительным изменением силы тяжести в тонких слоях между деталями гидропривода, получим уравнение одномерного течения вязкой жидкости [c.368]

При обтекании крыла вязкой жидкостью силу R следует вычислять, принимая во внимание циркуляции скорости по контуру линии раздела пограничного слоя и зоны потенциального потока, охватывающему также аэродинамический след циркуляция будет выражать при этом напряженность вихрей, возникающих в пограничном слое и в аэродинамическом следе. Величину этой циркуляции полагают пропорциональной произведению характерной скорости потока — именно скорости Vao — нз Характерный размер профиля в направлении течения— хорду крыла L, записывая ее выражение в виде [c.160]

Ушо/Иоо) картина течения должна иметь вид, изображенный на рис. 7.9.1. Из анализа схемы течения следует, что вязкий пограничный слой вследствие большой массовой скорости вдува оттесняется от поверхности пластины и реализуется на границе раздела двух жидкостей, а вблизи пластины имеет место невязкое течение. [c.425]

Представленные выше результаты носят в основном качественный характер, так как при их получении использовались довольно обременительное допущение о заморожен-ности течения в вязком ударном слое (на самом деле оно химически неравновесное, но все же ближе к равновесному типу течения [19]) и спорные граничные условия для (ро)ш и Сгш- В результате этого задаваемые значения этих величин могут быть не согласованы со значениями тепловых потоков, которые получаются в результате решения задачи. Очевидно, что массовая скорость термохимического разрушения (ри)ш и Саш должны определяться из законов сохранения массы на границе раздела сред в результате решения соответствующей задачи тепло- и массообмена в сопряженной постановке. [c.451]

После перехода основная часть потока в пределах пограничного слоя становится турбулентной. Однако в непосредственной близости от твердой границы интенсивность турбулентного перемешивания уменьшается, влияние вязкости возрастает. В этом смысле поток, обтекающий пластину, можно условно разделить на три области (сечение С—С) вязкий подслой (ламинарный [c.244]

Как уже указывалось, турбулентный пограничный слой можно разделить на две области вязкий подслой и область развитой турбулентности. При более тщательном анализе между ними выделяют буферный слой с переходными характеристиками. В вязком подслое преобладает молекулярная вязкость р] р,т, или v Vт, и молекулярная теплопроводность или аЗ>ат. В бу- [c.361]

Однако очень часто трение двух твердых тел, например двух взаимно перемещающихся деталей машины, только кажется внешним при обычных, сравнительно грубых методах наблюдения. В действительности два твердых тела очень часто, а в практике это стараются осуществить почти всегда, разделены слоем некоторой вязкой жидкости (смазки) определенной толщины. Таким образом, при более тщательном рассмотрении то, что кажется нам внешним трением, по существу должно быть отнесено к внутреннему трению, к тому случаю трения, который был нами рассмотрен выше. Впервые эту общую весьма плодотворную и глубокую мысль о том, что внешнее трение твердых тел, в особенности в машинах при наличии смазочных веществ, сводится к внутреннему трению, высказал выдающийся инженер и ученый [c.90]

Жидкости 0-е трение, при котором поверхности трущихся деталей полностью разделены слоем жидкости, причем вследствие специфической формы зазора внешнее давление воспринимается слоем вязкой движущейся жидкости. Этот вид трения имеет место в специальных подшипниках жидкостного трения и в некоторых других соединениях. [c.134]

Подбор материала в сильной степени отражает собственные научные интересы автора, а глубина изложения каждой темы является следствием неизбежного компромисса с практическими возможностями изучения примерно за один семестр. Например, теория динамического пограничного слоя изложена весьма сжато. Приведен только материал, используемый в последующих разделах по тепло- и массообмену. Желающие глубже изучить теорию пограничного слоя, несомненно, должны проработать отдельный курс механики вязкой жидкости, по которому имеются соответствующие учебники. Во многих книгах конвективный тепло- и массоперенос изложен в значительно большем объеме, чем в настоящей, где многие разделы конвекции даже не упомянуты. Читатель заметит отсутствие таких разделов, как свободная конвекция, теория теплообменников, теплообмен на вращающихся поверхностях, нестационарные течения, двухфазные течения, кипение и конденсация, неньютоновские жидкости, излучение газов и паров, теплообмен в разреженных газах, магнитогидродинамические течения и со- [c.6]

Рассмотрим вначале энергетические характеристики предельно неравновесных процессов, сопоставляя их с предельно равновесными. Отметим, что степень неравновесности зависит от многих факторов градиентов скоростей фаз, дисперсности среды, времени движения, начальных и граничных условий и т. п., причем для предельно неравновесного процесса энтропия среды остается постоянной. Предельно неравновесный процесс по этой причине условно может быть назван неравновесным изоэнтропийным. Постоянство энтропии обусловлено в этом случае отсутствием всех релаксационных процессов механического взаимодействия между фазами, тепло-и массообмена и др. (здесь не рассматриваются явления, характерные для однофазных сред потери в пограничном слое, потери от неравномерности скоростей в вязкой среде и т. п.). Таким образом, компоненты двухфазной системы меняют свое состояние независимо, как если бы они были разделены адиабатическими стенками. [c.124]

Теория движения тонких слоев вязкой жидкости (см. раздел 2) находится еще в начальной стадии развития [138]. Вместе с тем [c.208]

Таким образом, задачу обтекания тела вязкой жидкостью при большом числе Re можно разделить на три значительно более простые задачи 1) задачу обтекания тела потенциальным потоком пользуясь тем, что пограничный слой очень тонок) 2) задачу о движении вязкой жидкости в тонком пограничном слое 3) задачу о движении в вихревом, следе (в почти параллельном по-токе). [c.148]

Скорость осаждения капли жидкого металла в вязкой среде отличается от скорости осаждения твердого шарика того же радиуса, определяемой уравнением Стокса. Причиной этого является наличие тангенциальной скорости частиц жидкой капли на границе раздела капля—среда [115]. В падаюш,ей калле возникает вихревое движение жидкости, вызываюш,ее в нижней части капли перемещение частиц из середины капли к ее поверхности, а в верхней части — от поверхности к внутренним слоям. [c.84]

Однако в предельном случае больших чисел Рейнольдса можно разделить поле течения вокруг тела на внешнюю область, где течение обычно безвихревое и тонкий слой вблизи тела вместе со следом за ним, где вязкими эффектами пренебрегать нельзя. Можно полагать, что во внешней области течение приближенно описывается уравнениями идеальной жидкости, а во внутренней области вязкие и инерционные эффекты равнозначны, и поэтому необходимо использовать полные уравнения Навье — Стокса. Эта последняя область состоит из пограничного слоя непосредственно примыкающего к телу, и следа за ним. [c.58]

В заводских условиях глубину обезуглеро-женного слоя иногда контролируют визуально по излому (см. раздел ). Этот способ используется для отожженных прутков (до 30 мм) из углеродистой и легированной инструментальной стали. На прутке делают зарубку, по которой отламывают его конец длиной 30— 50 мм. При наличии обезуглероженного слоя в изло-ме видна кайма блестящих, обычно более крупных зерен. Появление каймы при отжиге заэвтектоидных сталей связанно с тем, что обезуглероженный слой перегревается (из-за отсутствия избыточных карбидов) и в нем при охлаждении образуется крупнопластинчатый перлит. Хрупкий излом проходит по границам зерен аустенита или перлитных колоний, вязкая мелкокристаллическая сердцевина имеет структуру зернистого перлита. [c.341]

В настоянием обш ем курсе не представляется возможным углубляться в этот сложный раздел теории пограничного слоя и приходится удовольствоваться рассмотрением лишь одной простейшей задачи, представляющей интерес с точки зрения понимания механизма диффузии завихренности от места ее зарождения на поверхности обтекаемого тела. Это — задача о мгновенном (импульсивном) приведении в поступательное, равномерное, прямолинейное движение тела, погруженного в неподвижную безграничную вязкую, несжимаемую жидкость. [c.516]

Измерения показали, что поверхностное трение исчезающе мало вблизи уступа. Как и следовало ожидать, именно в этих местах происходит присоединение потока к обтекаемой стенке. Наиболее сложным по структуре будет поток около выреза, являющийся по своему характеру неустановив-шимся. Втекающая в него жидкость может быть разделена на три слоя. Ко дну примыкает слой неустановившегося возвратного течения 4 с малой скоростью. Промежуточный слой 3 характеризуется достаточно сильным возвратным течением с переменной массой, а сверху образуется свободный вязкий слой 2, ограниченный разделяющей линией тока I. В окрестности внутреннего угла возникает довольно интенсивный вихрь сжатия 5, а за передним уступом, вызывающим отрыв, образуется слабый вихрь с противоположным знаком. [c.100]

Сеотношение (4) достаточно хорошо отвечает наблюдениям при трении сухих или слабо смазанных тел теория трения при наличии слоя смазки, созданная Н. П. Петровым и О. Рейнольдсом, представляет собой специальный раздел гидродинамики вязкой жидкости. [c.76]

Рассмотрим сначала случай твердой хрупкой частицы в относительно вязкой матрице. На поведение композита непосредственно влияют размер частиц, их объемная доля и прочность поверхности раздела. Частица действует как концентратор напряжений. Ее размер и расстояние до соседней частицы определяют взаимодействие между полями напряжений частиц. При разрушении такого композита трещина в непрерывной фазе (матрице) будет многократно наталкиваться на частицы. Если прочность поверхности раздела между частицей и матрицей мала, то трещина будет вести себя, как при взаимодействии с порой, поскольку такая частица не способна передавать растягивающие напряжения, а радиус кривизны у нее меньше, чем у фронта трещины. В результате возможен рост вязкости разрушения. Это подтверждается данными для армированных пластиков, у которых прочность связи по поверхности раздела можно в известной степени регулировать с помощью специальной обработки поверхности упрочнителя. В работах Браутмана и Саху [4], а также Уамбаха и др. [49] было установлено, что вязкость разрушения композитов с матрицей из эпоксидной смолы, полиэфира или полифениленоксида, армированных стеклянными сферами, растет по мере снижения прочности связи по поверхности раздела. Помимо затупления вершины трещины предложены и другие механизмы, объясняющие повышение вязкости разрушения. Браутман и Саху, например, связывают его с увеличением трещинообразования и деформации в подповерхностных слоях. Для исследованных композитов изменение объемной доли стеклянных шариков по-разному влияет на вязкость разру- [c.302]

Это приводит к локальному нарушению оптимального соотношения компонентов в результате предпочтительной адсорбции . Считалось, что указанный эффект играет важную роль лишь вблизи поверхности раздела, так как процесс разделения зависит от скоростей диффузии, которые довольно низкие в вязких смолах. Отсюда следует, что аппретирование приводит к образованию на поверхности раздела слоя смолы разной толщины и гибкости. Толщина этого слоя, может быть гораздо больше 100 А. Кроме того, такой слой должен быть пластичным и прочным, чтобы обеопечить релаксацию и эффективную передачу напряжений между волокнами в нагруженном состоянии. Было показано, что как обработанная, так и необработанная поверхность стекла проявляет хроматографические свойства. Сравнивая ИК- опектры (рис. 5 и 6), можно видеть, что использование стекловолокна, об- [c.37]

В качестве примера на рис. 2 показан образец биметаллической композиции Ст. 3+Х18Н10Т, испытанный в криостате в среде жидкого азота. На поверхности образца видна переходная зона с остановившейся трещиной. Анализ микрофотографии, приведенной на рис. 2, показывает, что распространение трещины происходило в направлении от надреза в слое стали Ст. 3 перпендикулярно границе раздела слоев биметалла. При переходе трещины из стали Ст. 3 в сталь Х18Н10Т развивается значительная пластическая деформация, приводящая к изменению механизма разрушения. Рассматривая характер распространения трещины с позиций механики, можно предположить, что хрупкий излом сколом переходит в вязкий срезом. Энергия распространения трещины переходит в энергию пластической деформации, скорость трещины резко снижается и происходит остановка трещины. [c.38]

Успешно решены также ми. -задачи о вихревых и волновых движениях идеальной жидкости (о вихревых нитях, слоях, вихревых цепочках, системах вихрей, о волнах на поверхности раздела двух жидкости , о капиллярных волнах и др.). Развитие вычислит, методов Г. с использованием ЭВМ позволило решить также ряд задач о движении вязкой жидкости, т. е. получить в нек-рых случаях решения полной системы ур-ний (1) и (2) без упрощающих предположений. В случае турбулентного течения, характеризуемого интенсивным перемешиванием отдельных. элементарных объёмов ж идкостк и связанным с этим переносом массы, nir-пульса и теплоты, пользуются моделью осредпсппого по времепи движе1Н1я, что позволяет правильно описать осн. черты турбулентного течения жидкости и получить важные практнч, результаты. [c.466]

Исследования по состоянию потока внутри пограничного слоя, которые частично обсуждались ранее, были проведены У. Г. Кьюо [25], М. Ю. Лайтллом [26] и Е. А. Мюллером [27]. Для практического осуществления расчетов пограничный слой следует разбить на несколько областей, а внешний поток считать невязким. У. Г. Кьюо [25] разделил пограничный слой на несжимаемую и сжимаемую области, приняв при этом, что на границе этих областей число Маха скачкообразно увеличивается до значения в основном потоке. М. Ю. Лайтлл [26] исследованиями по влиянию трения в пристеночной области оценил расстояние, начиная с которого можно проводить расчеты внутри пограничного слоя без учета трения. Мюллером [27] были определены действительные профили чисел Маха и скоростей основного потока. В этой работе весь пограничный слой и внешний поток рассматривались в целом, как взаимосвязанное общее поле течения. Часть пограничного слоя, непосредственно прилегающего к стенке, считалась вязкой и несжимаемой остальная его часть, вплоть до внешней границы пограничного слоя. [c.294]

Гидродинамическое направление аналитически изучает поведение простых периодических волн на поверхности жидкости, лишенной трения. Это самый старый и разработанный раздел учения о волнообразовании. Наиболее просто причины возникновения В0.ПН могут быть объяснены при рассмотрении течения двух невязких жидкостей различной плотности, движущихся с заданными скоростями (метод Кельвина—Гельмгольца). Это теоретическое решение позволяет показать, что поток газа, движущийся вдоль волновой поверхности раздела фаз, приводит к возникновению разрежения над гребнями волн и повышению давления во впадинах, т. е. способствует развитию волнообразования. Следующая степень приближения, предложенная Майлзом [198], состоит в том, что для невязких сред учитывается существование профиля скоростей вблизи поверхности раздела фаз. Несмотря на идеализацию процесса волнообразования, это направление позволяет установить основные качественные соотношения между различными параметрами волновой системы, а поэтому продолжает успешно развиваться. Вместе с тем при использовании соотношений, справедливых для жидкости, лишенной трения, необходимо учитывать, что наличие сил вязкости в слое, близком к границе раздела, приводит к возникновению ряда дополнительных эффектов, которые не могут быть учтены в рамках метода Кельвина—Гельмгольца—Майлза. Например, в вязких средах возможно появление отрывного течения с повышением давления с наветренной стороны пучности волны и понижением с подветренной стороны [58, 78]. Отдельные вопросы волнообразования в вязких средах были проанализированы Брук-Бенджемином [160]. Однако в целом теория такого течения практически не разработана. [c.182]

Теория турбулентно-волнового движения пленки вязкой жидкости, взаимодействующей на поверхности раздела фаз с потоком газа, еще не разработана. В этих условиях для расчета средней толщины пристенной жидкостной пленки обычно используют теоретический аппарат однофазного турбулентного пограничного слоя [9, 73, 74, 168]. Начало этому направлению положила работа Даклера [168], который предположил, что пленка жидкости, взаимодействующая с газовым потоком, ведет себя аналогично пристенному слою той же толщины на однофазном потоке, и использовал для расчета распределения профиля скоростей в пленке универсальные координаты =--f у ) и трехслойную схему Кармана [191]. Такой подход позволил установить следующую связь между толщиной и числом Рейнольдса для турбулентного режима течения пленки [c.209]

При создании структур кремния на диэлектрике путем прямого соединения пластин рассмотренные выше проблемы дефектообразования решаются существенно проше, чем в случае многослойных композиций с / - -переходами для приборов силовой электроники. Обусловлено это, как минимум, двумя причинами. Слой двуокиси кремния обладает свойствами вязкого течения, поэтому релаксация упругих напряжений в таких гетерокомпозициях, как правило, не приводит к пластической деформации и генерации дислокаций в рабочем кремниевом слое. Кроме того, за счет диффузии кислорода из соединяемых кремниевых пластин в окисный слой в процессе высокотемпературного отжига, вблизи границ раздела в пластинах возникают достаточно протяженные, обедненные кислородом области, что исключает возможность образования в них кислородсодержащих преципитатов, обусловленных распадом пересыщенного твердого раствора кислорода. [c.82]

Механическое движение жидкости в закрытых сосудах всегда затрудняется вязким трением о стенки. Из-за этого эффекта стенок невозможно создать идеальное давление волны в трубке, в которой каждая частица в рассматриваемом сечении проходит одно и то же расстояние. Это сопротивление идеальному потоку будет вызывать турбулентность, если трубке сообщить вибрацию. В наших опытах с каучуковой диафрагмой на конце стеклянной трубки нам удалось обнаружить турбулентность при ударе по диафрагме по движению красных кровяных клеток. Пузыри образовывались легче, когда свободное движение воды вверх по широкой части трубки задерживалось при частичном наполнении суженной горловины водой. При этих условиях турбулентность была тоже больше. Бонди и Солнер [19] составили обзор существующих данных по кавитации, порождаемой ультразвуком. Они отмечают, что пузыри обычно образуются на поверхностях раздела, в частности на ниверАнисги раздела жидкость — жидкость. Как установил Рейнольдс [29], на поверхности раздела жидкость — жидкость турбулентность возникает при очень низких относительных скоростях. Это согласуется с хорошо известной нестабильностью вихревого слоя. [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...