Отрыв потока па цилиндре

За счет действия сил вязкости скорость и, следовательно, кинетическая энергия жидкости непосредственно у поверхности цилиндра малы. Возрастание давления вдоль потока приводит к торможению жидкости и последующему возникновению возвратного движения. Возвратное течение оттесняет пограничный слой от поверхности тела происходит отрыв потока и образование вихрей (рис. 9-3). [c.222]

Угол а, при котором начинается отрыв потока, растет с увеличением числа Рейнольдса и в рассматриваемом диапазоне Re составляет 115 —130". Длина следа при Re ==50 равна 2,Sd и далее возрастает пропорционально значению Re ширина следа I,05d/ . Скорость обратного течения в следе на границе раздела вихрей возрастает приблизительно с 10 до 30 — 50% скорости набегания потока на цилиндр. [c.472]

Для плохо обтекаемых тел (цилиндр и т. п.) теория расходится с экспериментом, так как в реальной жидкости возникает отрыв потока. [c.70]

При некотором значении Re указанные точки совпадут и переход к турбулентному режиму течения произойдет не за цилиндром, а на его поверхности. Поскольку, как это уже отмечалось ранее, турбулентный слой способен преодолевать значительные положительные градиенты давления, т. е. отрываться значительно позднее ламинарного, указанная смена форм течения на поверхности тела приводит к резкому смещению точки отрыва 5 в кормовую область. Теперь угол, при котором фиксируется отрыв потока, оказывается равным 0 110° и, следовательно, происходит резкое сокращение кормового следа. Сопротивление трения при этом несколько увеличивается, но сильно снижается сопротивление давления. В результате коэффициент кризисно падает в зоне V (рис. 6.15). [c.189]

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]

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]

ОТРЫВ ПОТОКА НА ВРАЩАЮЩЕМСЯ ЦИЛИНДРЕ [c.219]

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

Специальный вид отрыва неустановившегося ламинарного потока от движущейся стенки, который может возникать на лопатках компрессоров, был исследован авторами работ [12, 13] на примере двумерного вращающегося цилиндра диаметром 10 см (максимальное число оборотов 2000 об/мин). Цилиндр помещен в свободный поток, скорость которого менее 9 м/с. Чтобы имитировать характер изменения давления, соответствующий обтеканию крылового профиля, вращающийся цилиндр был экранирован. Важным в данном случае свойством срыва потока является присутствие неустановившегося пограничного слоя, в котором точка отрыва движется относительно стенки. Определенная нестационарность существует в пограничном слое во всех угловых положениях с отрицательным Г/м , где Г — составляющая скорости, перпендикулярная к направлению и причем направление к поверхности цилиндра принимается отрицательным. Эта нестационарность постепенно возрастает с увеличением угла, но ни в одном угловом положении не существует заметного скачка в величине пульсации скорости. Такой скачок мог бы указывать на отрыв потока. Отрыв неустановившегося потока такого типа отличается от отрыва установившегося потока, [c.223]

Отрыв потока от поверхности цилиндра диаметром О с полусферической головной частью при условии, что диаметр й установленного на нем цилиндра не превосходит 0,1 /), сходен с отры- [c.299]

Отрыв потока перед струей, вытекающей из круглого отверстия в пластине, имеет много общего с отрывом перед цилиндром [5, 8, [c.301]

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]

Отрыв потока, только что рассмотренный для случая обтекания круглого цилиндра, возникает также при течении жидкости в канале, резко расширяющемся в направлении течения (рис. 2.11). До достижения жидкостью самого узкого поперечного сечения давление в направлении течения понижается. [c.45]

Первый ряд шахматного пучка имеет то же самое распределение давления, что и первый ряд коридорного пучка. Во втором ряду наблюдается довольно быстрое по сравнению с первым рядом падение давления от лобовой точки до места обрыва. Минимум давления расположен при ср=60°, т. е. ближе, чем в первом ряду. Отрыв потока во втором ряду происходит раньше, чем в первом это вызвано ударом струи. Распределение давления в нервом и втором рядах свидетельствует о раннем отрыве потока и отсутствии восстановления давления. Коэффициент сопротивления возрастает от значения с=1.1 для единичного цилиндра до с=3 для второго ряда шахматного пучка. Распределение давления в задних рядах свидетельствует о влиянии турбулентности на положение точки отрыва потока. Точка минимума давления, а следовательно, точка отрыва потока перемещается ближе к кормовой части, значение минимума давления увеличивается, давление в хвостовой области повышается, коэффициент сопротивления падает с ростом числа Рейнольдса. После 4-го ряда процесс стабилизируется. [c.34]

На образование ударных волн расходуется кинетическая энергия движущегося тела. Поэтому даже в отсутствие вязкости при сверхзвуковых скоростях возникает значительная сила лобового сопротивления. Эта сила существенно зависит от формы головной части движущегося тела. Например, игла (рис. 4.37), помещенная перед цилиндрическим телом, как бы рассекает поток, способствуя отрыву потока от поверхности цилиндра. Этот отрыв потока приводит к уменьшению лобового [c.87]

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]

В мотокроссе обычно приходится занижать предельные возможности получения максимальной мощности, и это лишь потому, что требуется отличная приемистость и долговечность кроссовых двигателей. Все карбюраторы должны устанавливаться со специальной насадкой. В карбюраторе без насадки с малым закруглением у входа происходит отрыв потока газа от стенок и создаются сильные завихрения, которые уменьшают пропускную способность карбюратора и ухудшают наполнение цилиндра. [c.4]

Отрывное обтекание цилиндра при умеренных числах Рейнольдса. При превышении критического значения Ке и 2,5 вблизи кормовой точки возникает область вихревого возвратного течения с замкнутыми линиями тока — происходит отрыв потока [37]. При увеличении числа Рейнольдса точка отрыва постепенно перемещается от оси потока вверх по поверхности цилиндра. Коэффициент сопротивления для отрывного обтекания цилиндра при умеренных числах Рейнольдса можно вычислять с помощью эмпирических формул [219] [c.77]

При всех числах Маха в донной области наблюдается замкнутая зона отрывного течения, в которой реализуется возвратное течение согласно классической схеме (два вихря противоположного вращения) при этом разделяющая линия тока близка к прямой линии. Отрыв потока при сверхзвуковых числах М происходит в кормовой части цилиндра, то есть за миделевым сечением. Согласно распределению напряжения трения, при всех числах М течение газа в пограничном слое вплоть до точки отрыва является ламинарным турбулизация течения происходит в слое смещения за точкой отрыва. [c.138]

На рис. 27.7 [81] представлены кривые изменения локального числа Нуссельта при поперечном обтекании цилиндра в зависимости от угла ф для различных чисел Рейнольдса в условиях постоянного теплового потока по поверхности. Из рисунка видно, что число Нуссельта уменьшается, начиная от передней критической точки, достигает минимума при некотором угле ф и далее вниз по потоку резко возрастает. В передней критической точке толщина ламинарного пограничного слоя мала и поэтому локальные коэффициенты теплоотдачи и числа Нуссельта велики. По мере удаления от критической точки вниз по потоку растет толщина пограничного слоя, вместе с ней растет его тепловое сопротивление и коэффициент теплоотдачи уменьшается. В зоне отрыва пограничного слоя коэффициент теплоотдачи вновь резко возрастает. В этой области происходят весьма сложные и еще до конца не ясные явления. Здесь, видимо, происходит периодический процесс — утолщение пограничного слоя, его отрыв и унос оторвавшейся массы жидкости вниз по потоку. Этот периодический процесс непрерывно повторяется. Можно ожидать, что чем больше таких процессов происходит в единицу времени, тем интенсивнее теплоотдача, так как в момент отрыва слоя тепловое сопротивление в этой зоне значительно уменьшается. Очевидно, что применить гидродинамическую теорию теплообмена (см. гл. 24) в этой области невозможно. На интенсивность теплоотдачи в зоне отрыва влияют число Рейнольдса, форма и качество поверхности (шероховатость) обтекаемого тела, физические константы жидкости. [c.321]

Положение точки отрыва струи не является стабильным и зависит от характера движения невозмущенного потока. При Re > 2 10 отрыв турбулентного пограничного слоя происходит при ф = 120... 140°. При турбулентном режиме обтекание цилиндра улучшается и теплоотдача увеличивается. [c.186]

На рис. 28.1 показана схема движения жидкости при поперечном смывании круглого цилиндра. Почти вся лобовая поверхность (в пределах дуги а-а, соответствующей центральному углу 2ф) омывается безотрывно потоком жидкости. За пределами дуги а-а происходит отрыв струек, а вся тыльная поверхность цилиндра находится в вихревой зоне. [c.344]

Положение точки отрыва вихрей от цилиндра не является стабильным. При большой степени турбулизации потока, характеризуемой числом Re>2 10 , течение не только в канале, где установлена труба, но и в пограничном слое переходит в турбулентное. Отрыв турбулентного пограничного слоя от цилиндра происходит при ср = = 120... 140°. Последнее обстоятельство улучшает обтекание цилиндра вследствие уменьшения вихревой зоны и резко увеличивает теплоотдачу. [c.345]

Чтобы выяснить особегпюсти обтекания тела вязкой жидкостью, вернемся к уже рассмотренному случаю обтекания цилиндра невязкой жидкостью и посмотрим, какие изменения в эту картину должны внести силы вязкости. В набегающем потоке (рис. 326) картина будет такой же, как и при обтекании цилиндра невязкой жидкостью, т. е. аналогичная изображенной па рис, 324. Однако при дальнейшем течении жидкости от точки А к точкам А и А", вследствие действия сил вязкости в пограничном слое, частицы жидкости, идущие из области АА и АА", теряют скорость и приходят в области jB и С с меньшими скоростями, чем в случае отсутствия сил вязкости. Потеря скорости на участках АА и А А" приводит к тому, что поток, обтекающий цилиндр, не может проникнуть в области D D и D"D. В результате вблизй точек D и D" происходит отрыв потока от поверхности цилиндра. В этом и заключается существенное изменение картины обтекания цилиндра, вносимое силами вязкости. В отличие от невязкой жидкости, полное обтекание цилиндра вязкой жидкостью оказывается невозможным. Позади цилиндра образуется область, в которую потоки, обтекающие цилиндр, не проникают и в которой движение жидкостей носит совсем особый характер —возникают вихревые [c.547]

Наряду с этим частицы жидкости, находящиеся в пограничном слое перед цилиндром, под действием сил вязкости приобретут скорость, направленную вверх. Вследствие этого точка А (рис. 344), в которой скорость жидкости равна нулю, сместится по сравнению с рис. 326 в направлении, противоположном вращению цилиндра, —в область, где скорость, сообщаемая жидкости стенками цилиндра, направлена навстречу движению обтекающей жидкости. Сместятся также и точки D и D", в которых происходит отрыв потока, по сравнению с их положением на рис. 326 для невращающегося цилиндра. Точки D и D" обе сместятся в направлении вращения цилиндра, так как поток, обтекающий цилиндр в направлении его вращения, будет отрываться дальше, а обтекающий против его вращения —ближе, чем в случае [c.562]

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]

Кроме потерь трения значительную часть гидравлических потерь составляют потери вихреобразования, которые зависят от ряда факторов. Кольцевая форма проточной части гидродинамических передач, с одной стороны, и изогнутость лопастных систем, с другой, приводят к перераспределению скоростей и давлений, что влечет за собой увеличение неравномерности потока примерно так же, как и в коленах обычных труб. Но наряду с этим в проточной части имеются и свои особенности. Колено проточной части гидродинамических передач является как бы бесконечным по ширине при конечных размерах радиуса поворота и высоты в направлении радиуса (см. рис. 7), вследствиечегосостояниепотокабудетхарактеризоваться увеличением давления и скорости от внутренней стенки к внешней. При таком состоянии уменьшаются вторичные токи в месте поворота потока, но усугубляется действие местной диффузорности. Происходит как бы обтекание цилиндра кольцевой формы с нарастанием давления по внутренней поверхности [41]. Так как скорости при этом уменьшаются и энергии частиц жидкости недостаточно, чтобы преодолеть нарастание давления, происходит отрыв потока с образованием вихрей, энергия которых при рассеивании их превращается в тепло. [c.52]

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]

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]

Расчет пограничного слоя на внезапно приобретаюш ем вращательное движение цилиндре выполнил Толмин [9]. Метод решения аналогичен методу, примененному для эллиптического цилиндра. Результаты показывают, что отрыв потока затягивается на той стороне цилиндра, где тангенциальная скорость совпадает по направлению со скоростью потока. [c.219]

ДОСТИЧЬ сколько-нибудь заметного уменьшения сопротивления, так как скачок уплотнения примыкает к поверхности тепа, а установка иглы не приводит к заметным изменениям формы скачка уплотнения. Этот факт был доказан Нейсом [47] на примере комбинации цилиндр — конус (с углом 10°) — игла при М = = 2,75 — 6,3. Аналогично Хант [481 подтвердил, что при установке короткой иглы перед телом с пирамидальным носком при М = 1,61 — 1,81 отрыв потока не наблюдается и сопротивление не уменьшается. [c.221]

На рис. 1.1 показано распределение коэффициентов теплоотдачи по обводу цилиндра в зависимости от числа Re и степени турбулентности, по данным А. А. Жукаускаса [1 ]. При малых числах (Re=20) кривая 1 теплоотдачи в лобовой части в несколько раз выше, чем в задней критической точке. В условиях смешанного обтекания при ср=80° происходит отрыв потока (кривая 2, [c.4]

Наличие вязкости приводит не только к возникновению касательных сил ргр, но, что еще более важно, к изменению самого характера обтекания. В некоторой точке поверхности происходит отрыв потока и начинается интенсивное внхреобра-зование, а давление за цилиндром становится меньше давления окружающей среды (рис. 6.18,6). Силы давления теперь распределяются несимметрично и дают равнодействующую, направленную по потоку. Возникает лобовое сопротивление. [c.260]

Тела с острыми кромками. В случае гладких тел, имеющих закругленные очертания, число Рейнольдса влияет на характер потока в области его отрыва и тем самым на характер всего потока, обтекающего тело. Для тел с острыми кромками, например прямоугольных в плане зданий, как при испытаниях в аэродинамической трубе, так и в натурных условиях отрыв потока происходит на острых кромках. Счедоват пьно, характер потока в области отрыва не зависит от числа Рейнольдса. По этой причине принято считать, что и весь поток, обтекающий тело с острыми кромками, также не зависит от числа Рейнольдса. Как и в случае цилиндров с шероховатыми поверхностя.ми, такое предположение, по-видимому, оправдано. Однако до сих пор не выполнялось никаких натурных измерений, которые бы подтвердили это. [c.267]

Наиболее простым видом пространственного отрывного течения является отрыв потока на бесконечном цилиндре со скольжением (рис. 3.5). В этом случае течение в продольном направлении определяется независимо от течения в поперечном направлении. Явление отрыва имеет по сути двумерный характер, и естественно пользоваться обычным критерием отрыва для двумерных и осесимметрических течений ди/д1)1г=о = др1дг[ = 0). Другим хорошо известным примером является отрыв при обтекании острого конуса под углом атаки при сверхзвуковых скоростях. Отрыв ламинарного пограничного слоя приводит к образованию устойчивых вихрей и ядер завихренности, причем реализуемая картина течения заметно отличается при малых, умеренных и больших углах атаки. При умеренных углах атаки на боковой поверхности конуса отрыв происходит вдоль образующей. Критерий отрыва можно связать с появлением возвратного течения, т. е. в этом случае (а(о/а )Е=о = 0, др/д1 = 0) (рис. 3.6). [c.164]

Отрыв пограничного слоя обычно связан с образо1ванием вихрей, которые проникают во внешний поток и существенно искажают картину течения, полученную по теории идеальной жидкости, даже вдали от тела. Для пояснения приведем некоторые сведения об обтекании круглого цилиндра несжимаемой жидкостью. На рис. 6.24 показаны две кривые распределения давления вдоль окружности цилиндра штриховая кривая построена по теории идеальной жидкости, сплошная кривая получена экспериментально Флаксбартом при числе Рейнольдса [c.331]

Бернулли, так как дпссппации энергии не происходи-]. Это давление распространяется и на всю толщину пограничного слоя. По длине слоя между О н В имеется минимум давления, а от него вниз по потоку существует положительный градиент даЕ-ления, который приводит к тому, что остановившаяся частица вначале перемещается в пограничном слое В сторону стенки, а затем начинает двигаться обратно. Пограничный слой разбухает и отрывается. Отрыв пограничного слоя резко усложняет гидродинамическую картину обтекания цилиндра, а следовательно, и теплоотдачу. [c.193]

Первая осуществляется при числах Рейнольдса Re5 2-10 и характеризуется малым углом отрыва ф, равным примерно 82°, и большим сопротивлением цилиндра. При этом движение в пограничном слое остается ламинарным вплоть до точки отрыва и становится турбулентным ниже ее по потоку. При увеличении числа Рейнольдса Re >2-10 точка перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный смещается вверх по потоку и по мере увеличения числа Рейнольдса проникает в область безотрывного обтекания, где наблюдается как ламинарный, так и турбулентный пограничные слои. Первый начинается от передней критической точки на некотором расстоянии от нее, вниз по потоку переходит во второй, н отрыв происходит уже в области турбулентного пограничного слоя. При дальнершем увеличении числа Рейнольдса наступает кризис обтекания —точка отрыва при этом смещается вниз по потоку. [c.194]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...