Струйная теория сопротивления

Н. Е. Жуковский сделал ряд выдающихся открытий в различных отделах механики. Он разработал методы изучения движения тел с полостями, наполненными жидкостью, исследовал сложное явление гидравлического удара в водопроводных трубах и расширил возможности решения задач гидроаэродинамики методами струйной теории сопротивления. Важные открытия сделаны Жуковским по теории регулирования хода машин, теории механизмов и теории устойчивости движения. [c.69]

Это нарушение симметрии можно сделать, исходя из указаний опыта, т. е. путем введения некоторой физической гипотезы, учитывающей специфику реальных течений маловязкой жидкости. Мы рассмотрим два приема нарушения симметрии в распределении местных нормальных давлений (две гипотезы), которые приводят при последующем математическом оформлении к струйной теории сопротивления и вихревой теории сопротивления соответственно. [c.339]

Струйная теория сопротивления. Рассмотрим плоскопараллельное потенциальное течение идеальной жидко- [c.339]

Струйная теория сопротивления 33 [c.395]

СТРУЙНАЯ ТЕОРИЯ ТЕЧЕНИЯ И ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ЯЧЕЙКИ ШАРОВЫХ ТВЭЛОВ [c.52]

Для определения количественной зависимости = f m) была использована такая же методика обработки всех результатов в параметрах шаровой ячейки по струйной теории течения, как и в случае определения обобщенной зависимости для коэффициента гидродинамического сопротивления шарового слоя. [c.76]

Таким образом, в [Л. 6], так же как и в большинстве случаев, используются представления о канальном течении газа в слое (условия внутренней задачи). Поэтому неслучайно введение гидравлического радиуса приводит формулу сопротивления засыпки к виду (9-24 ), обычному для течения в трубах. Не останавливаясь на других подходах к рассматриваемой задаче (с позиций обтекания отдельной частицы в слое — внешняя задача , с позиций струйной теории [Л. 54, 178]), отметим, что формула (9-24) получена путем сопоставления опытных данных 80 источников. Она отражает влияние числа Re, формы и состояния поверхности частиц в довольно широком диапазоне. В табл. 9-1 приведены данные о коэффициентах С и Си с указанием максимальных отклонений в процентах. [c.283]

При определении характеристик гидродинамических передач используется струйная теория [12, 14, 19, 27], основные положения которой применительно к круговым решеткам гидродинамических передач сводятся к следующим а) лопасти формируют поток рабочей жидкости, движущийся через колесо б) движение жидкости в каналах, образованных лопастями, принимается струйным и расчет ведется по скоростям, отнесенным к средней струйке в меридиональной плоскости, в которой вся масса потока считается сосредоточенной в) потери энергии в рабочей полости, обусловленные вязкостью жидкости и ее течением определяются по зависимостям, используемым при расчетах сопротивлений в неподвижных трубопроводах. [c.24]

Сопротивление давления. Исходные уравнения теории сопротивления давления. Струйная теория. Метод Леви-Чивита. Пластинка под углом к потоку. Формула Релея и ее сравнение с данными эксперимента. Вихревая теория сопротивления. Формула Кармана. [c.214]

Будучи математически весьма изящно оформленной, используя аппарат теории функций комплексного переменного, струйная теория Кирхгофа,—или, как правильнее ее называть, теория Кирхгофа-Жуковского, так как Жуковским в 1890 г. она была значительно видоизменена и приспособлена к решению практических задач,— привлекала внимание многих исследователе . Однако она оказалась мало пригодной, в особенности для удобообтекаемых тел (т. е. тел малого сопротивления), имеющих основное значение для авиационной техники. [c.14]

Решение этой задачи, предложенное Кирхгофом, на основе струйной теории, как было показано, приводит к значению силы лобового сопротивления, почти в два раза меньшему экспериментального. Согласно этому решению коэффициент лобового сопротивления равен [c.201]

Теоретическое значение коэффициента сопротивления пластины С, = 0,88 с достаточной для практических целей точностью соответствует опытным данным в тех случаях, когда условия обтекания близки к принятым в теории струйных течений. Такие условия могут быть созданы, в частности, при суперкавитационных течениях (см. п. 7.2 и 7.10). [c.265]

Первые работы Михаила Викторовича посвящены исследованию физических явлений в технических устройствах. Таковы, например, О сопротивлении водопроводных клапанов (1908), Исследование движения газов по дымоходам (1913), Опыты со струйным конденсатором (1914) и др. Начиная с двадцатых годов М. В. Кирпичев ведет систематические исследования процессов теплообмена в различных элементах энергетических установок с целью повышения эффективности их работы. Уже в первом исследовании в этом направлении О теплопередаче в паровых котлах (1924) содержатся идеи, развитие которых привело в дальнейшем к созданию теории и техники теплового моделирования. Первые итоги работы в этом направлении были проанализированы и обобщены М. В. Кирпичевым совместно с М. А. Михеевым в монографии Моделирование тепловых устройств , вышедшей в 1935 году. Эта прекрасная книга, к сожалению, не переиздавалась и уже давно стала библиографической редкостью. [c.5]

Упомянем еще о двух технических приложениях взаимодействия воздушных потоков с зернистыми веществами — о веялке и пескоструйном аппарате. В веялке смесь из тяжелых и легких зерен падает сверху и при этом обдувается косым восходящим потоком воздуха с такой скоростью, чтобы тяжелые зерна продолжали падать, а легкие уносились вместе с воздухом. В легко струйном аппарате поток воздуха, увлекающий за собой песок, пропускается через узкое сопло, в котором он приобретает большую скорость. Сопло подводится на определенное расстояние к предмету, поверхность которого должна быть обработана песком. Зерна песка, ударяясь с большой скоростью в обрабатываемую поверхность, постепенно сцарапывают ее и таким путем очищают ее от грязи. Существующие теории таких аппаратов построены на рассмотрении движения одного единственного зерна, на которое действует аэродинамическая сила сопротивления. Однако при этом совершенно не учитывается, что движение всей массы зерен определенным образом изменяет воздушный поток. Поэтому такие теории, полезные с технической точки зрения, не дают тем не менее никакого представления о действительной аэродинамической картине явления. [c.439]

Начала гидродинамики, послужившие основой для развития теории движения жидкостей с большими скоростями, можно отметить уже в работах Н. Е. Жуковского о струйных течениях и о волновом сопротивлении, а также в работах С. А. Чаплыгина по теории неустановившихся движений профиля крыла в плоскопараллельных потоках, В дальнейшем, начиная с 1932 г., теория неустановившихся движений жидкости и движений тел с большой скоростью в жидкости разрабатывалась в ЦАГИ, где и были заложены основы теории удара о воду, теории волнового сопротивления, теории глиссирования и подводного крыла. [c.37]

Более детальная теория зоны обратных токов турбулентной струи дана в работе Г. Н. Абрамовича (1957), предложившего также струйные методы расчета гидравлических сопротивлений в каналах трубчатых теплообменников и в лабиринтных уплотнениях гидравлических и воздуходувных машин (1936). [c.820]

ТЕОРИЯ СТРУЙНОГО И ВИХРЕВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ [c.188]

Глава УПГ Теория струйного и вихревого сопротивления [c.190]

Лервой опубликованной работой И. В. Мещерского была статья по струйной теории сопротивления, тесно примыкавшая к исследованиям его университетского учителя Бобылева. Она была помещена в журнале русского физико-химического общества в 1886 г. , Как известно, Бобылев весьма изящно решил задачу о струйном сопротивлении симметричного клина. Мещерский расширил это решение на случай несимметричного клина. Метод решения основан на изыскании конформного отображения двух областей комплексного потенциала струйного течения несжимаемой жидкости и годографа комплексной скорости. В 1889 г. Мещерский выдержал при Петербургском университете экзамены на ученую степень магистра прикладной математики. В те годы магистерским экзаменам посвящались три дня один — математике, второй — механике и третий — письменной работе на тему, которая становилась извест- [c.110]

Наиболее полное исследование гидродинамического сопротивления шаровых насадок было выполнено сотрудниками ЦКТИ Р. С. Бернштейном, В. В. Померанцевым и С. Л. Шагаловой [28]. В более поздней работе этих же авторов был предложен на основе струйной теории Г. Н. Абрамовича теоретический метод расчета гидродинамического сопротивления как шаровых насадок, так и слоя из элементов неправильной формы и предложены обобщенные зависимости для коэффициентов сопротивления. Степенные зависимости параметров ячейки (относительной высоты hjd и относительного просвета п) выбирались авторами работы с учетом обоих типов насадок. [c.58]

В постановке и решении ряда задач аэродинамики, в частности для схематизации движения воздуха и его действия на тела, немаловажную роль ыграли различные гидродинамические модели [26] При этом большую роль сыграли ударная теория сопротивления И. Ньютона (1686 г.), теория идеальной несжимаемой жидкости, разработанная Д. Бернулли (1738 г.) л Л. Эйлером (1769 г.), теория вязкой несжимаемой жидкости, созданная А. Навье (1822 г.) и Дж. Г. Стоксом (1845 г.), теория струйного обтекания тел, развитая Г. Гельмгольцем (1868 г.), Г. Кирхгофом (1869 г.), а в дальнейшем Рэлеем (1876 г.), Д. К. Бобылевым (1881 г.), Н. Е. Жуковским (1890 г.), Дж. Мичеллом (1890 г.), А. Лявом (1891 г.). Особое значение для становления аэродинамики имели работы Г. Гельмгольца, заложившего основы теории вихревого движения жидкости (1858 г.). В начале XIX в. появились понятия подъемной силы (Дж. Кейли) и центра давления. Дж. Кейли впервые попытался сформулировать основную задачу расчета полета аппарата тяжелее воздуха как определение размеров несуш,ей поверхности для заданной подъемной силы [27, с. 8]. В его статье О воздушном плавании (1809 г.) предложена схема работы плоского крыла в потоке воздуха, установлена связь между углом атаки, подъемной силой и сопротивлением, отмечена роль профиля крыла и хвостового оперения в обеспечении продольной устойчивости летательного аппарата я т. п. [28]. Кейли также занимался экспериментами на ротативной маши-де. Однако его исследования не были замечены современниками и не получили практического использования. [c.283]

Проблему струйного течения газа Чаплыгин поставил в связи с соответствующей задачей для несжимаемой жидкости, которая в то время была разработана Г. Гельмгольцем, Г. Кирхгофом, Н. Е. Жуковским и другими учеными. Чаплыгин отмечал, что та же задача для идеального газа едва затронута Решение, полученное в 1890 г. П. Моленброком он рассматривал как едва ли соответствующее даже теоретически мыслимому движению газа Интерес к этой задаче, по-видимому, был вызван у Чаплыгина и тем, что выводы из существовавших в то время теорий сопротивления несжимаемой жидкости и, в частности, из теории струй не подтверждались экспериментом (например, величина сопротивления пластинки по формуле Кирхгофа была значительно меньше получаемой из опыта). Не было соответствия между теоретическими и экспериментальными данными и в случае истечения газа из сосуда (работы А. Сен-Венана, Л. Вантцеля, Г. Гирна, А. Югоньо). [c.310]

Постепенно курс увеличивался. В него были включены полу-эмпирические теории турбулентности Прандтля и Кармана, а также вопросы турбулентного трения. Позднее в курс вошли теории сопротивления давления (струйная и вихревая теории сопротивления, а также асимптотическая теория сопротивления Oseen a). Курс был переведен в разряд специальных, что означало рекомендацию его студентам, специализирующимся по аэродинамике. Если студент выбирал этот курс в качестве курса по выбору и сдавал экзамен, то ему засчитывалось выполнение в учебном плане одного полугодового спецкурса. [c.214]

Voo при наличии линий разрыва скоростей (фиг. 94). Поток, набегая на пластину, разделяется в точке О и срывается в виде струй (линий разрыва скоростей) в точках А и Al. За пластиной образуется застойная (кильватерная) область с относительно малыми скоростями, и в методах струйной теории (для упрощения расчетов) эти скорости полагаются равными нулю. Струи АВ и AiBi че смыкаются за пластиной, а простираются в бесконечность. Местные давления на пластину со стороны покоящейся жидкости будут меньше, чем со стороны набегающего потока, и, следовательно, пластина будет испытывать силу сопротивления давления. [c.340]

При обтекании круглого цилиндра потенциальным потоком благодаря симметричному распределению давлений по поверхности цилиндра результирующая этих сил равна нулю (парадокс Даламбера). Следовательно, для этого случая = 0. Можно доказать, что во всех случаях безотрывного обтекания цилиндрических тел потенциальным потоком сопротивление давления равно нулю. Однако при отрывном обтекании, когда за телом образуется мертвая зона или суперкавитационная каверна (см. п. 10.2), теория потенциальных течений дает не равное нулю значение силы сопротивления давления. Так, в п. 7.12 было доказано, что при струйном обтекании пластины, поставленной нормально к потоку (см. рис. 7.30), коэффициент лобового сопротивления, являющегося в данном случае сопротивлением давления, равен 0,88. Это подтверждается опытом только в тех случаях, когда за обтекаемым телом действительнсГобразуется зона, заполненная парами или газом, в которой давление приблизительно постоянно, как это предусмотрено теорией. Но в большинстве случаев за обтекаемым телом образуется так называемый гидродинамический след, представляющий собой область, заполненную крупными вихрями, которые, взаимодействуя и диффундируя, постепенно сливаются и теряют индивидуальность. На достаточном расстоянии от тела (дальний след) образуется непрерывное распределение дефекта скоростей в потоке, близкое к распределению скоростей в струнном пограничном слое. Наличие вихрей в гидродинамическом следе приводит к понижению давления на тыльной части поверхности тела и соответствующему увеличению сопротивления давления, которое часто называют также вихревым сопротивлением. [c.391]

Из анализа зависимости (5.18) следует, что расход жидкости через насос дважды обращается в нуль при = 1 и /3 = 1/3. Первый результат в достаточной степени тривиален через насос идет только пар, что соответствует такому положению сопла в конической камере, при котором его внешние образующие упираются во внутренние образующие конической камеры и, таким образом, перекрывают доступ жидкости в насос. Второй результат заслуживает более глубокого анализа. При /3 < 1/3 зависимость (5.18) имеет физический смысл лишь при условии, что давление в камере смешения рх больше давления противодавления сети Рпр. Это ограничивает область применения существующих пароводяных инжекторов и делает принципиально невозможной их работу на сеть с большим сопротивлением. Это условие автоматически выполняется в рамках теориии пароводяного струйного насоса, изложенной в 116 [c.116]

Наиболее замечате-ньные результаты были получены в XIX в. в области исследования плоских установившихся потенциальных течений несжимаемой жидкости. Еще Ж. Лагранж (1781) ввел функцию тока для плоских течений удовлетворяющую для безвихревых течений, как и потенциал скорости, уравнению Лапласа. Кинематическое истолкование функции тока было дано В. Ренкином Разработка аппарата теории функций комплексного переменного дала возможность широко развить методы исследования плоских задач движения несжимаемой жидкости, которые в самом начале развивались совместно со смежными исследованиями задач электростатики. Первые работы, в которых при помощи теории аналитических функций исследуются простейшие задачи электростатики и гидродинамики, относятся к 60-м годам. Существенное развитие области применения теории функций в гидродинамике связано с изучением открытого Г. Гельмгольцем класса так называемых струйных течений жидкости — течений со свободными ли-78 ниями тока, на которых давление сохраняется постоянным. Интерес к этим течениям возник в связи с попытками получить на основе модели идеальной жидкости реальные картины обтекания тел с образованием силы лобового сопротивления и без бесконечных скоростей. [c.78]

Как известно, величина кирхгофовского коэффициента лобового сопротивления препятствий, не соответствовавшая опытам, вызвала первоначально разочарование в теории струй. Лишь для истечения из отверстий теоретические решения струйных задач казались правоподобными. [c.284]

Не следует забывать, что еще в недалеком прошлом шла дискуссия по вопросу о том, равняется ли нулю скорость реальной жидкости иа поверхности обтекаемого ею тела или нет. Жуковский и Прандип. первые решительно встали на точку зрения прилипания жидкости к стенке правильность этого воззрения, лежащего в основе теории пограничного слоя, в дальнейшем была подтверждена многочисленными опытами. Работы советских ученых в области теории ламинарного и турбулентного пограничного слоя, а также по общей теории турбулентности представляют исключительный интерес работы Л. Е. Калих- мана, Л. Г. Лойцянского, А. П. Мельникова и К. К. Федяевского ио плоскому и пространственному, ламинарному и турбужнтному пограничному слою в несжимаемой жидкости, относящиеся к периоду 1930—1945 гг., замечательные исследования А. А. Дородницына 1939—1940 гг. по теории пограничного слоя в сжимаемом газе, практические методы расчета турбулентных струй, указанные Г. И. Абрамовичем, и другие результаты советских ученых оставили далеко позади зарубежные исследования в этой области. Все практические расчеты пограничного слоя, необходимые для определения профильного сопротивления крыла и фюзеляжа самолета, сопротивления корпуса корабля, потерь энергии в лопастных аппаратах турбомашин, а также расчеты различных струйных механизмов (эжекторов и др.) ведутся у нас в Союзе по методам, принадлежащим советским ученым. [c.37]

Круглая струя жидкости с осесимметричными свободными границами представляет собой исторический и уникальный пример безвихревого течения, поле скоростей которого было точно описано с помощью аналитических функций. В других случаях, в том числе и в случае осесимметричных трехмерных течений, не существует формул, аналогичных полученным в двумерной теории. Важный вклад в строгую математическую теорию трехмерных струй и каверн внесли Рябушинский [62], Гилбарг [29], Серрин [72, 73], Гарабедян, Леви и Шеффер [23] и др. Однако практический расчет осесимметричных свободных струйных течений по-прежнему основан на разнообразных приближенных методах. К ним относятся, например, два метода расчета полей течения и сил с помощью замены каверны телом, близким по форме к телу Рэнкина, определяемому методами распределения источников — стоков [59, 89], а также релаксационные [53, 77] и электролитические [67] методы расчета осесимметричных течений. Гарабедян [22] предложил итерационный метод аппроксимации функции тока и использовал его для расчета поля кавитационного течения и сопротивления круглого диска по модели Рябушинского. Сопротивление дисков, конусов и других тел рассчитывалось по известным распределениям давления для аналогичных двумерных профилей [4, 58, 60]. В случае кавитационных течений для трехмерных аналогов двумерных тел получаются другие формы каверн. Однако распределения скоростей (и следовательно, давления) на смоченной части эллипсов и сфероидов подобны. Поэтому для тел с затупленной носовой частью лобовое сопротивление определяется с достаточной точностью. Наоборот, результаты для клина и конуса с одинаковым углом при вершине различны. [c.226]

К элементам пневмоники относятся не только струйные элементы, но также и рассматриваемые в гл. VIII—XI пневматические дроссели (сопротивления) и камеры (емкости). Они и ранее применялись в приборах пневмоавтоматики, однако роль их в технике автоматического управления резко возросла с созданием пневмоники с использованием характеристик этих элементов связано, в частности, выполнение на потоках воздуха различных непрерывных вычислительных операций. Разработка теории пневматических дросселей и камер, так же как и изучение характеристик струйных элементов, имеет двоякое значение. Результаты исследований используются для решения задач, возникающих при применении уже построенных элементов и устройств. Вместе с тем выяснение особенностей изучаемых процессов обычно служит основой и для поиска новых решений. Последнее может быть проиллюстрировано рядом примеров, рассматриваемых в книге исследование различных режимов течения в пневматических проточных камерах привело к установлению принципа пропорционального редуцирования давлений, использующегося сейчас в ряде приборов автоматического управления изучение характеристик заполнения и опустошения пневматических камер с дросселями различных типов показало, что при определенных условиях возможно изменение постоянной времени камеры тогда, когда остаются неизменными ее объем и проходные сечения дросселей, что также представляется важным для ряда приложений, и т. д. [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...