Отрыв потока на сфере

Дальнейшее увеличение числа Рейнольдса приводит к появлению значительной по площади зоны отрыва в кормовой части поверхности капли. При числах Re = 100, как и при обтекании твердой сферы, отрыв потока происходит непосредственно в районе миделевого сечения капли. (В этом состоит принципиальное отличие в характере обтекания капель и газовых пузырьков.) Скорость падения жидких капель в газе при Re 1 с хорошим приближением может быть рассчитана, исходя из предположения о постоянстве коэффициента сопротивления Сд. Приравнивая силу тяжести и силу сопротивления [c.226]

Отрыв потока на цилиндре и сфере [c.23]

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]

Отрыв потока на сфере является классической проблемой, изученной теоретически и экспериментально. Экспериментально определенный коэффициент сопротивления сферы [c.116]

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]

ОТРЫВ НЕУСТАНОВИВШЕГОСЯ ПОТОКА ПРИ ОБТЕКАНИИ СФЕРЫ [c.220]

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]

В настоящее время объяснение парадокса Дюбуа считается известным. Потоки жидкости всегда более или менее турбулентны это приводит к понижению сопротивления по той же (не объясненной математически) причине, по которой понижается сопротивление при обтекании сферы, как было показано Прандтлем. Выражаясь современным языком, свободная турбулентность потока вызывает переход к турбулентному движению в пограничном слое. Это в свою очередь задерживает отрыв потока, сужая таким образом след и уменьщая связанное с этим лобовое сопротивление. [c.63]

Было установлено также, что вдали от всех твердых границ движение жидкости при ускорении из начального состояния покоя на протяжении примерно диаметра хорошо согласуется с теорией идеальной жидкости. Однако, после того как сфера подвинется на несколько диаметров, наблюдается отрыв потока (отделяется вихревой слой), и тогда стационарное значение d становится более важным ). Еще скорее это происходит при ускоренном движении диска перпендикулярно к его плоскости ) этого и следовало ожидать, так как острая кромка благоприятствует отрыву. Вообще говоря, тенденция к отрыву зависит от величины полного перемещения, выраженной в диаметрах так, при периодическом движении она заЬисит от i/max /rf, где % — период. [c.206]

В начале двадцатого столетия Прандтль и Эйфель измерили сопротивление сфер. Измерения Прандтля дали значение С д = = 0,44, а Эйфеля — Сд = 0,176. Позднее Прандтль заметил, что отрыв потока имел место при ф ж 90°, а если в передней части сферы установить проволочное кольцо, то безотрывное течение [c.27]

Более сложной является задача о расчете течений, в которых отрыв потока начинается на гладком участке контура тела и его положение заранее неизвестно. Течения такого типа исследовались в работах [21, 22]. Одного условия Чепмена — Корста или каких-либо его модификаций оказывается недостаточно для замыкания задачи о размерах и положении изобарической зоны отрыва. Определяя координаты точки отрыва, в этом случае необходимо использовать еще одно дополнительное алгебраическое соотношение, связывающее давление в отрывной зоне с локальными характеристиками пограничного слоя перед точкой отрыва. Такие соотношения часто называют критериями отрыва. Методы их получения на основе экспериментальных данных, качественных модельных соображений, а также асимптотических методов изложены в книге Чжена и в предыдущем разделе приложения. В работе [21] в качестве примера приложения общего приближенного метода расчета решена задача об отрыве на плоской пластине перед щитком в сверхзвуковом потоке. Донное давление за сферой определено в работе [22]. [c.270]

Отрыв потока в случае обтекания капли в отличие от обтекания твердой частицы весьма затянут, а вихревая зона оказывается значительно более узкой. Если в случае твердой сферы отрыв потока и образование кормовой вихревой зоны начинается с Ке и 10 (число Ке определяется по радиусу сферы), то в случае капли безотрывное обтекание может иметь место вплоть до значений Ке и 50. В диапазоне чисел Рейнольдса 1 Ке 50 широко применяются численные методы. Результаты, полученные с их помощью, обсуждаются в [219]. Внутренняя циркуляция жидкости при таких числах Рейнольдса значительно интенсивнее, чем описываемая решением Адамара — Рыбчинского. Скорость на границе капли быстро увеличивается с ростом числа Рейнольдса даже для достаточно вязких капель. В предельном случае малой вязкости дисперсной фазы /3 0 (что соответствует случаю газового пузыря) для внешнего течения при Ке 3> 1 может быть использовано приближение идеальной жидкости. [c.57]

Видно, что выше значения Ве г 1 аналитическое описание поля течения усложняется. Становятся существенными инерционные силы, и при Ве 10 происходит отрыв пограничного слоя ) линии тока скручиваются и образуют стационарное вихревое кольцо у кормовой части сферы. Дальнейшее возрастание числа Ве приводит к увеличению размеров и интенсивности вихря. При Ве 100 систе.ма вихрен распространяется за сферой на расстояние около одного диаметра [7801. Влияние инерционных сил продол кает расти, п при Ве 1-50 систе.ма вихрей начинает колебаться. В ла.минарнодг потоке при Ве р 500 систе.ма вихрей отделяется от тела и образует след [822]. Это число Рейнольдса называется нгпкним критическим чпс,лоы Рейнольдса. Вихревые тсольца непрерывно образуются и отделяются от сферы, вызывая периодические изменения поля течения и мгновенной величины силы сопротивления. Линия отрыва пограничного слоя на сфере перемещается, что приводит также к флуктуация.м силы трения. [c.32]

По Эйфель не установил физическую причину такого внезапного измепения. П именно Прандтль дал ириведенное выше объяснение [22]. Он также добавил интересный эксперимент топкое кольцо из проволоки поместил вокруг сферы па небольшом расстоянии перед точкой отрыва ламинарного слоя. Проволока возмуш ала поток в пограничном слое, так что переход к турбулентности и, следовательно, внезапный перепад сопротивлепия происходили при меньшем значении числа Рейнольдса. Поэтому, парадоксально, по несмотря на то, что проволочное кольцо было дополнительным препятствием, обш,ее сопротивление уменьшалось благодаря наличию проволоки, потому что она предотвращала ламинарный отрыв. [c.93]

Местный тепловой поток от поверхности сферы при дозвуковых скоростях в интервале чисел Рейнольдса 44 ООО < Ке <151 ООО был измерен Кэри [31] с помощью полой сферической модели из железа Армко диаметром 127 мм и толщиной стенки 1 мм. Для поддержания приблизительно постоянной температуры на поверхности сферы внутрь нее подавался нагретый пар, а воздух с температурой окружающей среды использовался как охладитель. Полученные величины ко.эффиииента теплоотдачи к приведены на фиг. 19. Коэффициент Л уменьшается до минимума в точке ф 105°, отсчитываемой от пе1>едней критической точки, и быстро возрастает на участке до точки ф 120°, очевидно, вследствие отрыва вверх по потоку, вызывающего сильно турбулентное течение. Критическое число Рейнольдса ненагретой сферы имеет порядок 1,5-1П -4-Ю и уменьшается с увеличением интенсивности турбулентности [32]. Отрывы ламинарного и турбулентного слоев имеют место при ф = 81—82° [32. 34] и ф 110° [32] соответственно, а охлаждение потоком воздуха нагретого цилиндра при больших числах Рейнольдса приводит к смещению точки отрыва вниз по потоку [24]. Поэтому отрыв ламинарного [c.107]

На основании сказанного процесс кипения жидкости следует представлять себе таким образом. Когда перегрев жидкости, непосредственно омывающей поверхность нагрева, достигает соответствующего порога, начинают функционировать некоторые разбросанные по поверхности нагрева центры парообразования. Первыми вступают в строй такие центры, которые допускают сразу образование крупных пузырей, поскольку для этого достаточен самый умеренный перегрев жидкости. Очагами зарождения крупных пузырей пара служат адсорбированный твердым телом воздух, внедряющийся в жидкость в виде газовых пузырьков, и те неровности поверхности, которые имеют наименьшую кривизну. В связи с испарением жидкости в полость пузырей, последние увеличиваются в объеме и, достигнув большего или меньшего размера, отрываются от поверхности. На их месте образуются новые пузыри, и процесс повторяется. Если кипение происходит в неподвижной в целом жидкости, то отрыв пузырей от стенки вызывается действием архимедовой силы при интенсивном вынужденном движении жидкости он происходит тогда, когда верхушки пузырей оказываются в сфере действия быстрого потока. В процессе своего свободного движения пузыри пара продолжают расти при условии, что жидкость [c.162]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...