Отрыв па круговом цилиндре

Пленочная конденсация движущегося пара на наружной поверхности поперечно омываемой трубы часто реализуется на практике. Особенностью обтекания круговых цилиндров является отрыв пограничного слоя в кормовой части. Опыты с однофазными средами показывают, что отрыв наступает при числах Рейнольдса, примерно больших десяти. Отрывные течения видоизменяются по мере роста числа Рейнольдса. Сложный характер омывания трубы существенно затрудняет теоретическое определение теплоотдачи кормовой части поперечно обтекаемых цилиндров. [c.116]

Отрыв потока на цилиндре и сфере связан с величиной числа Рейнольдса. Классическое исследование отрыва потока на круговом цилиндре и сфере может служить иллюстрацией зависимости отрыва потока от числа Рейнольдса. [c.23]

Фиг. 13. Отрыв потока на круговом цилиндре.

Как упоминалось выше, при турбулентном течении происходит более интенсивный обмен количеством движения, вследствие которого турбулентное течение обладает большей способностью к сопротивлению возрастающему положительному градиенту давления и трению, и поэтому отрыв потока происходит при больших значениях ф, чем в случае ламинарного течения. Так, точка отрыва турбулентного течения от кругового цилиндра (В) соответствует Ф 110°. [c.24]

Задачи отрыва установившегося и неустановившегося ламинарного течения около кругового цилиндра и сферы являются классическими и изучались многими исследователями экспериментально и теоретически. Отрыв ламинарного потока на круговом цилиндре происходит в диапазоне чисел Рейнольдса Ве = = 103-105. [c.69]

Обычно отрыв начинается в сечении, где скорость потенциального течения быстрее всего убывает в направлении потока. При обтекании кругового цилиндра отрыв начинается у задней критической точки (фиг. 1, б). Позднее это будет доказано теоретически. Как видно из фиг. 1, в, точка отрыва перемещается со временем [c.211]

ОТРЫВ ПРИ ОБТЕКАНИИ КРУГОВОГО ЦИЛИНДРА [c.216]

При А = 1 уравнение (14) становится уравнением для кругового цилиндра. С увеличением к = Ыа ts уменьшается и точка отрыва перемеш ается от конца оси а в направлении конца оси Ъ. При к = Ыа => оо уравнение для кругового цилиндра становится уравнением пластины, установленной под прямым углом к направлению потока. В этом случае ts = 0, т. е. отрыв возникает мгновенно и у S = Ъ. [c.219]

ОТРЫВ ПОТОКА ПРИ ОБТЕКАНИИ КРУГОВОГО ЦИЛИНДРА, ДВИЖУЩЕГОСЯ с ПОСТОЯННЫМ.УСКОРЕНИЕМ [c.222]

Для определения положения точки отрыва потребовалось применить искусственный математический прием (гл. VI, п. 6), физический смысл которого был выяснен [с использованием условия (1.16)] лишь недавно [7, гл. II, п. 5]. Для широкого класса двумерных препятствий, включая круговые цилиндры, следующие условия оказываются эквивалентными 1) отрыв происходит как можно ближе к критической точке, 2) давление минимально на поверхности каверны, 3) каверна имеет выпуклую форму, 4) кривизна каверны в точке отрыва конечна. [c.30]

Пластинка при нулевом угле атаки. Предельный случай пластинки, параллельной потоку, отличается от кругового цилиндра, ввиду того что ширина следа 2 много меньше длины (хорды) / пластинки. Кроме того, в этом случае отсутствует отрыв потока, и поэтому вихри, по-видимому, сходят с постоянной скоростью в первоначально ламинарный след (гл. ХИ, п. 4) при [c.374]

Далее кратко рассмотрим известный случай плоского потока, обтекающего круговой цилиндр (рис. 4.8). Увеличивая скорость течения, можно вызвать целый ряд состояний потока, каждое из которых отождествляется с конкретным интервалом чисел Рейнольдса. При весьма малых значениях числа Рейнольдса (Кея I) поток (который предполагается при подходе к телу ламинарным) остается присоединенным к цилиндру по всему его периметру, как это показано на рис. 4.8, а. При Не 20 течение сохраняется симметричным, но происходит отрыв потока и образование в спутной струе крупных вихрей, которые располагаются вблизи тыльной (относительно направления течения) поверхности цилиндра, что и показано на рис. 4.8, б. При 30 Ке 5000 от цилиндра отрываются правильно чередующиеся вихри, которые образуют вниз по течению четко выраженную вихревую дорожку . Первыми сообщение об этом явлении сделали Бенар [4.51 и фон Карман [4.61 (рис. 4.8, в). [c.105]

Из-за наличия таких явлений следует ожидать, что некоторые характеристики потока при испытаниях моделей в аэродинамической трубе не будут зависеть от числа Рейнольдса, в то время как другие могут быть достаточно чувствительны к нему. В соответствии с этим правомерно утверждение, что определенные нечувствительные к значениям числа Рейнольдса особенности течения могут встретиться в испытаниях, в которых явно выраженный отрыв потока всегда будет происходить в одних и тех же точно установленных точках. Некоторые же типы тел, такие как круговые цилиндры, характеризуются обширными областями, где возможен отрыв потока и в которых положение действительных точек отрыва зависит от числа Рейнольдса. При обтекании таких тел структура всего потока будет весьма чувствительна к значению числа Рейнольдса (с.м. разд. 9.3). [c.117]

Блазиус в названной работе применил эти уравнения к случаю цилиндра (произвольной формы сечения), расположенного симметрично по отношению к скорости потока, и затем далее более подробно рассмотрел частный случай кругового сечения. При установившемся режиме было найдено, что отрыв происходит где-то около 90° от передней точки застоя, С другой стороны, если цилиндр приходит в движение из состояния покоя либо внезапно, либо с постоянным ускорением, отрыв начинается при 180° и затем переходит вперед. В последнем случае он установил формулу для сопротивления, обусловленного отчасти нормальными давлениями, а отчасти тангенциальными напряжениями ). [c.869]

Задержать или предотвратить отрыв потока от неудобообтекаемого тела можно путем частичного отсоса жидкости (газа) через омываемую стенку. Для кругового цилиндра радиусом R можно указать следующее выражение для коэффициента расхода j (см. 4-1), необходимого для предотвращения отрыва [4-31] [c.116]

Мне хотелось бы кратко описать задачу уменьшения сонротивления следа. Как я уже объяснял в начале этой главы, сопротивление следа вызвано тем фактом, что линии тока пе придерживаются всей поверхпости тела, а отрываются от иее в некоторой точке. Например, в круговом цилиндре линии тока отрываются от новерхности где-то в середине нути между передней и задней частью цилиндра, таким образом оставляя по потоку вихревую область значительной протяженности. Такой отрыв может быть если пе полностью исключен, то, но крайней мере, отсрочен, если мы аккуратно придадим форму контуру тела, особенно сзади, так что линии тока могут придерживаться ио-верхпости насколько возможно дольше. Корпус дирижабля — хороший пример такого рода тела, которое обычно называют хорош,о обтекаемым телом. Еш,е один пример — тонкий профиль крыла, показанный на рис. 53 (стр. 130). [c.79]

Исходя из распределения скорости потенциального невязкого течения около кругового цилиндра uju = 2 sin ф, Хименц [42] вычислил Яд л 1, но в реальном потоке Хд = 0,40, поскольку, как установил Прандтль [43], давление около точки отрыва должно удовлетворять определенным условиям, связанным с существованием обратного течения за областью отрыва. Так как X — существенный параметр, характеризующий отрыв, и значения Xs для потенциального и реального течений различны, решение Хименца, полученное с использованием скорости потенциального течения, может быть правильным только случайно. Хименц [c.104]

След за круговым цилиндром во многих аспектах подобен следу за плоской пластиной. Когда число Рейнольдса превышает некоторое критическое значение, за цилиндром формируется пара вихрей. Эта пара растягивается в направлении потока, становится несимметричной и в конце концов разрушается и сносится вниз по патоку, распространяя завихренность попеременно на обе стороны следа. При умеренно больших числах Рейнольдса не всегда существует начальная пара вихрей, и так как поверхность разрыва, сходящая с поверхности цилиндра, неустойчива, она свертывается в отдельные вихри с образованием вихревой пелены. Таким образом, вихревое движение определенной частоты существует при любом числе Рейнольдса, и вниз по потоку распространяется двойной ряд вихрей. При ббльших числах Рейнольдса, скажем более Ке = 2500, вихри рассеиваются по мере образования, поэтому двойной ряд вихрей не может существовать. На задней стороне цилиндра вихри периодически отрываются, пока число Рейнольдса не достигнет значения Ке = 4 -10 — 5 -10 . При этих значениях числа Рейнольдса течение в следе становится турбулентным. Как и в случае плоской пластины, хвостовая пластина за цилиндром предотвращает отрыв вихрей и оказывает сильное влияние на сопротивление цилиндра, уменьшая коэффициент сопротивления от 1,1 до 0,9 [11, 12]. Пластина эффективна на расстоянии первых четырех-пяти диаметров вниз по потоку. Если два вязких слоя на каждой стороне следа не взаимодействуют друг с другом в области, гдо они имеют тенденцию к свертыванию в вихрь, то не возникает стабилизирующего механизма, закрепляющего определенвое периодическое образование вихрей. Поэтому вязкие спои разрушаются независимо друг от друга [121. Давление за пластиной или цилиндром мевьше, чем давление [c.85]

Как показал Прандтль [26], отрыв пограничного слоя можно предотвратить, если перемещать поверхность в направлении течения с достаточной скоростью, но такой способ управления обтеканием крыльев труден для реализации на практике. Флетнер заменил парус на лодке вращающимся цилиндром и использовал эффект Магнуса, но это оказалось неэкономичным [27]. Рассмотрим круговой цилиндр диаметром с , помещенный в однородный поток, движущийся со скоростью Ыос, с тремя различными величинами циркуляции скорости вокруг цилиндра (фиг. 13) [25]. Когда циркуляция Г < 2пи й направлена по часовой стрелке (фиг. 13, а), отрыв происходит в точке А и Сх, < 4л, но при циркуляции Г = 2лМоей отрыва не происходит и Сг, достигает максимальной величины 4л. [c.210]

Наконец, последние вычисления Томотико и Аой З), основанные на приближении Озеена, показывают, что отрыв может возникать за круговыми цилиндрами и шарами даже при Ке = 0,1, в то время как в прежних расчетах получалось противоположное. [c.340]

Не приводя таблиц, помещенных в цитированной работе Террилла, удовольствуемся сводным графиком двух представляющих наибольший интерес величин б (х) и (dul y)y o (рис. 198). Как видно из рисунка, безразмерная толщина потери импульса б монотонно возрастает от некоторого начального значения в лобовой критической точке, равного, примерно, 0,29. Это совпадает со значением -8(р) во второй из формул (106), определенном по табл. 19 при т = р=1 и с=1, что соответствует закону распределения скоростей на внешней границе пограничного слоя вблизи лобовой критической точки U = x. Безразмерное напряжение трения растет от нулевого значения при х = 0 и достигает своего максимального значения в точке х=1, что соответствует примерно углу 57° 17 (один радиан). Затем напряжение трения убывает до нулевого значения при х = 1,82 или в градусах х = 104°30. Эта точка и является точкой отрыва 5 пограничного слоя с поверхности кругового цилиндра. В этом расчете, напомним еще раз, не учитывается обратное влияние пограничного слоя на внешний поток, т. е. то значительное искалсение, которое отрыв вносит в теоретическое потенциальное обтекание. В действительности отрыв ламинарного пограничного слоя возникает при угле х° = 82°, т. е. еще до миделевого сечения цилиндра. Отсюда нельзя сделать вывод, что отрыв происходит в конфузорной части пограничного слоя. Как у ке упоминалось ранее, минимум давления в действительном обтекании находится примерно в точке с угловой координатой 70°, так что точка отрыва расположена ниже по потоку, чем точка минимума давления, в диффузорной части слоя. [c.614]

Даже в упрощенном виде теоретическая задача устойчивости установившегося обтекания тел конечных размеров не решена. Но представляется несомненным, что установившееся течение устойчиво при достаточно малых числах Рейнольдса. Экспериментальные данные указывают на то, что ламинарное течение устойчиво при достаточно малых числах Рейнольдса. Экспериментальные данные также свидетельствуют о том, что ламинарное течение всегда устойчиво в каналах с круговым поперечным сече нием вплоть до TVr = dUgl i = 2100, где d — диаметр трубы и С/ — средняя скорость. Однако когда приняты специальные меры по уменьшению возмущений на входе, ламинарные течения могут существовать при значительно более высоких числах Рей-нольдса. В случае обтекания потоком тел, помещенных в жидкость, критическое число Рейнольдса намного меньше, особенно для плохо обтекаемых тел, обтекание которых происходит с отрывом потока. При этом критические значения имеют порядок от 10 до 100 так, например [351, при поперечном обтекании цилиндра потоком жидкости незатухающее неустановившееся течение наблюдается при = d /p/ji =34, где d диаметр цилиндра. Критическое число Рейнольдса TVr = 17, при котором начинается отрыв потока при обтекании сферы, было найдено Дженсоном [291 его анализ основан на решении полных уравнений Навье — Стокса релаксационными методами. [c.57]

Отрыв вихря в нижней части цилиндра (фиг. 1-34) вызывает появление на заветренной части его кругового воздушно1го потока. Скорость дви- [c.44]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...