Подъемная сила гидропрофилей

Подъемная сила гидропрофилей 325—------сильфоны 73, 74 [c.673]

Ву [93] разработал исчерпывающую нелинейную теорию для профилей с фиксированными точками отрыва. Он использовал метод годографа и модель переходного течения для гидропрофилей произвольной формы, работающих в режиме развитой кавитации при произвольном числе кавитации. Полученные им результаты трудно выразить простыми формулами. Однако результаты расчетов для плоских профилей по его линейной и нелинейной теориям сравниваются на фиг. 5.36. При малых углах атаки они хорошо согласуются. Однако линейная теория обычно дает большие значения подъемной силы и лобового сопротивления по сравнению с нелинейной. Это различие возрастает с увеличением угла атаки. Подобные, но еще большие различия Ву обнаружил между результатами расчета по линейной и нелинейной теориям для профилей, образованных дугами окружностей. [c.243]

Далее, влияние верхней и нижней стенок рабочей части на характеристики решетки профилей еще не было определено теоретически до такой степени, чтобы можно было получить точную поправку к характеристикам. Во всех упомянутых установках (предыдущими исследователями) влияние стенок канала (канал рабочей части) выше по потоку от профилей должно было приводить к изменению подъемной силы или циркуляции, обусловленной самими профилями. В нашей кавитационной установке такое влияние наблюдается в каналах как перед решеткой гидропрофилей, так и за ней. [c.360]

Когда стойка, пересекающая поверхность раздела, используется для крепления гидропрофиля, предназначенного для создания подъемной силы, глубина каверны на стойке может быть больше, если точка соединения стойки с гидропрофилем находится в области низкого давления. В самом неблагоприятном случае стойка может быть причиной образования вентилируемой каверны, охватывающей всю область низкого давления гидропрофиля, вследствие чего значительно уменьшается подъемная сила и увеличивается сопротивление системы. [c.654]

В некоторых случаях присоединенная каверна может стабилизироваться до такой степени, что ее длина колеблется около среднего значения, но сама она не проходит фазы полного заполнения, отрыва и повторного образования. Цикличность может сохраниться, но периодическое накопление и выброс жидкости, внесенной в каверну обратной струей, будет происходить только в ее концевой зоне. Именно так ведут себя каверны, замыкающиеся на криволинейных хвостовых частях симметричных стоек и погруженных тел (разд. 5.4.4). В этом смысле они являются квазистационарными. Такие квазистационарные каверны, длина которых меньше длины тела, образуются на гидропрофилях, обтекаемых под углом атаки. Длинные суперкаверны, тянущиеся за телом, также стремятся к стационарному состоянию. Ниже в этой главе при рассмотрении суперкавитации будет показано, что прогресс в исследовании стационарных каверн был достигнут благодаря линеаризации, которая не требует учета условий в обратной струе, образующейся в конце каверны. Линейная теория для расчета двумерных профилей с замыкающимися на поверхности тела кавернами была применена в работах [1,26, 39]. Акоста [1] рассматривал плоскую пластинку с каверной, присоединенной на острых передней и задней кромках. Он получил следующие соотношения для длины каверны 1с и коэффициента подъемной силы для пластины с хордой I в зависимости от числа кавитации К и угла атаки а [c.209]

Полностью развитая каверна, охватывающая гидропрофиль под углом атаки, представляет собой частный случай несимметричной суперкаверны. В общем случае асимметрия тела или его ориентации (например, угол атаки), сила тяжести (или какие-либо другие массовые силы) и несимметрия граничных поверхностей приводят к нарушению симметрии течения, каверны и связанного с ними поля гидродинамического давления около тела. Возникающая при этом поперечная сила представляет большой интерес главным образом с точки зрения создания подъемной силы, а также с точки зрения специальных проблем устойчивости и управляемости тела с каверной. Гидропрофили относятся к числу таких тел, и благодаря их большому практическому значению были выполнены обширные исследования гидродинамики течений с развитой кавитацией. В частности, особое внимание уделялось простому двумерному профилю как основному элементу конструкций. Рассмотрим лишь основные достижения в этой области. [c.242]

Наиболее важными формами в приложении к аппаратам с подводными крыльями, винтам и агрегатам, преобразующим энергию, являются профили, на которых отрыв потока происходит обычно на острых передней и задней кромках. Тонкие профили, обладающие этим свойством, исследовались теоретически и экспериментально в режиме суперкавитации при /(>0. В общем случае в условиях развитой кавитации (когда каверна длиннее хорды гидропрофиля) коэффициент подъемной силы уменьшается, а коэффициент лобового сопротивления возрастает по сравнению с соответствующими значениями при бескавитационном обтекании. С уменьшением параметра К коэффициенты Сь и Св уменьшаются до их предельных значений, соответствующих значению /С=0. С уменьшением К каверна удлиняется. Теоретически при /(=0 она должна простираться в бесконечность. С помощью метода Тулина получены линеаризованные решения для класса профилей малой, но произвольной кривизны, в том числе для дуги окружности и плоской пластины. В табл. 5.5 собраны результаты расчетов плоских пластин и профилей, образованных дугами окружностей, при К = 0 и /(>0, заимствованные из работ [25, 28, 39, 85, 94]. Согласно этим результатам, Сь и Сд стремятся к предельным значениям при /С = 0. Предельные значения для плоской пластины совпадают с точным решением, полученным на основе теории течений со свободными линиями тока, развитой Кирхгофом и Рэлеем [48], вплоть до членов, содержащих квадрат угла атаки. Предельное значение коэффициента подъемной силы, полученное при /С=0, состав- [c.242]

Исследован целый ряд разновидностей неровностей поверХ ности. Однако основное внимание было уделено разрушающему воздействию кавитации, ее влиянию на сопротивление, подъемную силу и другие эксплуатационные характеристики. Например, Шальнев [64—67] и Болл [4] экспериментально исследовали несколько основных геометрических форм. Такие результаты используются при проектировании, а результаты Болла были использованы в публикациях Бюро рекламаций [9, 10] для иллюстрации важности контроля допусков на направляющие поверхности гидравлических конструкций. Нумачи и др. [49—51] количественно определили ухудшение характеристик кавитирующих гидропрофилей с шероховатыми поверхностями. [c.290]

Фиг. 7.5. Коэффициент подъемной силы Сь гидропрофиля ХАСА 661-012 в зависимости от числа кавитации К при постоянных углах атаки а [14]. --- возникновение кавитации (верхняя поверхность).

Фиг. 7.6. Коэффициент подъемной силы Сь гидропрофиля Вальхнера Х 7 в зависимости от числа кавитации при постоянных углах атаки а. (Кг — число К, при котором возникает кавитация.) [13].

Фиг. 7.7. Коэффициент подъемной силы l гидропрофиля NA A 4412 в зависимости от числа кавитации УС при постоянных углах атаки а [13].

Симметричные гидропрофили имеют одинаковые свойства при положительных и отрицательных углах атаки. У гидропрофиля несимметричной формы кривые подъемная сила—сопротивление несимметричны. Рассмотрим аэродинамический профиль ЫАСА4412, показанный на фиг. 7.4, в качестве примера несимметричной формы, имеющей толщину и кривизну. На фиг. 7.11 представлены кривые распределения давления, полученные Пинкертоном [29] при испытаниях этого профиля в аэродинамической трубе в диапазоне углов атаки от —8 до 8°. На фиг. 7.12 представлены характеристики профиля бесконечного размаха, обычно приводимые для описания общих свойств аэродинамического профиля. Эти данные были получены экспериментально в гидродинамической трубе [8]. Силовые характеристики про-филя во всем представляющем интерес диапазоне углов атаки представлены на фиг. 7.12 всего лишь тремя кривыми, в то время как на фиг. 7.11 та же информация неявно представлена целым семейством кривых. Однако с точки зрения возможности кавитации на данном профиле кривые на фиг. 7.11 содержат больше информации. Заметим, что давление выражено через коэффициент давления, который равен значению Кю на поверхности тела, взятому с обратным знаком. Это означает, что вся совокупность экспериментально и теоретически определенных распределений давления для широкого диапазона форм аэродинамических профилей может быть непосредственно использована для определения возможности кавитации на этих профилях, когда они используются как изолированные гидропрофили или направляющие лопатки или когда последние расположены на относительно большом расстоянии от других направляющих поверхностей. [c.341]

Интересно отметить, что, согласно утверждению Нумачи, этот профиль принадлежит к классу форм, эффективность которых, выраженная через отношение подъемной силы к сопротивлению, несколько улучшается после возникновения кавитации. Нумачи полагает, что в таких случаях кавитационная зона отклоняет поток таким образом, что фактически увеличивается циркуляция вокруг профиля и, следовательно, коэффициент подъемной силы . Для данного профиля такое улучшение происходит только при больших углах атаки. Эксперименты Нумачи проведены в диапазоне статических давлений в рабочей части от 0,56 до 3,16 ата. Он следующим образом подытожил результаты исследования влияния статического давления на кавитационную характеристику этого гидропрофиля [c.355]

На фиг. 7.25 и 7.26 показаны трубы Нумачи в разрезе. Специфической особенностью этих труб являются их рабочие части. Они имеют подвижные стенки ниже по потоку от решетки, наклон которых можно регулировать, чтобы согласовать его с направлением потока за решеткой с бесконечным рядом профилей. Поток перед решеткой вытекает из сопла следовательно, его направление задано. Угол атаки определяется углом установки решетки относительно оси сопла. На этой установке при каждом изменении угла атаки необходимо изменять положение стенок трубы 5-1 и 5-2 (фиг. 7.25). Нумачи использовал решетки, состоящие из 5—9 гидропрофилей, каждый из которых имел хорду длиной 100 мм и размах длиной 100 мм. Центральный профиль, расположенный против смотрового окна рабочей части, устанавливался на весах. Первоначально измерялись подъемная сила и сопротивление. В новой высокоскоростной трубе измерялись подъемная сила, сопротивление и момент. В работе, содержащей первые результаты, полученные в этой трубе [20], Нумачи привел характеристики решетки при положении стенок, приближенно воспроизводящем условия течения в случае нерегулируемой выходной скорости, при которых проводились эксперименты ранее, и сравнил их с характеристиками, полученными при положении стенок, согласованном с углом потока на выходе. Он обнаружил существенные различия в характеристиках, а при некоторых углах атаки неустойчивость, которая свидетельствует о существовании двух режимов течения. Еще более отчетливо эти два режима проявились в аналогичных испытаниях, проведенных в условиях кавитации, при которых в случае нерегулируемого выхода потока были получены две различные [c.360]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...