Слой критический нестационарный

Изложенные в предыдущих параграфах способы расчета пограничного слоя при нестационарном движении позволяют проследить развитие течения только в продолжение очень небольшого промежутка времени после начала отрыва. В дальнейшем, когда отрыв уже произошел, течение вне пограничного слоя сильно изменяется, причем особенно сильно в случае тела с тупой кормовой частью, как, например, у круглого цилиндра. Это обстоятельство влечет за собой значительное отклонение действительного распределения давления от теоретического потенциального распределения, вследствие чего использование последнего распределения для продолжения расчета дает совершенно неверные результаты. Представление о действительной картине течения, возникающего позади круглого цилиндра после отрыва пограничного слоя, дает серия фотографий, изображенных на рис. 15.5. Первая фотографии (рис. 15.5, а) показывает, что в начальный момент разгона получается такая же картина линий тока, как при невязком потенциальном течении. Вторая фотография (рис. 15.5, б) снята в тот момент, когда в задней критической точке только что начался отрыв пограничного слоя. На третьей фотографии (рис. 15.5, в) точка отрыва уже успела переместиться далеко вверх по течению. Линия тока, отходящая от точки отрыва, окружает область, в которой скорости очень малы. Вихревая напряженность больше всего вне этой линии тока. Здесь образуется вихревой слой, который при дальнейшем развитии течения свертывается в два концентрированных вихря (рис. 15.5, г). В свободном течении позади этой пары вихрей, там, [c.394]

Наиболее распространенные трехслойные конструкции, состоящие из двух тонких листов достаточно прочного материала (несущие слои или обшивки) и сравнительно толстого слоя легкого, но малопрочного заполнителя (пенопласт), выгодно отличаются от однослойных (того же веса) значительно большим моментом инерции (по сечению). Это обстоятельство, в свою очередь, определяет их высокую поперечную жесткость, обеспечивающую сохранность геометрических форм при значительных нагрузках и сопротивляемость усталостным напряжениям, а также высокие критические напряжения деформации сжатия, обусловливающие выигрыш в весе, особенно при использовании в качестве обшивок высокопрочных металлов (сталь, титановые сплавы и т. п.). Кроме того, применение в качестве легких заполнителей пенопластов, обладающих высокими теплоизоляционными свойствами, может обеспечивать требуемую жесткость и монолитность трехслойных конструкций в условиях кратковременного нестационарного нагрева. [c.155]

Третья и четвертая главы посвящены расчету и оптимизации однослойной и многослойной термоизоляции при стационарном и нестационарном режимах работы. Представлены расчетные формулы для определения термического сопротивления, распределения температуры и критической толщины слоя термоизоляции с часто встречающейся на практике поверхностью 4 [c.4]

Эти решения интересны также и тем, что здесь речь идет об однопараметрическом семействе нестационарных профилей скоростей пограничного слоя, включающего область падения давления внешнего потока и простирающегося от ускорения, соответствующего стационарному течению с критической точкой до замедления, приводящего к отрыву. [c.137]

В сверхпроводниках возможно протекание тока без падения напряжения через туннельный контакт, образованный двумя сверхпроводниками, которые разделены тонким слоем (масштаба нанометров) диэлектрика (стационарный эффект Джозефсона), либо протекание тока, сопровож-заемое при превышении некоторой критической его величины генерацией электромагнитного излучения с частотой, которая определяется разностью потенциалов на контакте (нестационарный эффект Джозефсона). [c.587]

Заканчивая обсуждение вопроса об устойчивости равновесия в шаровой полости, укажем на работу р], в которой проведен расчет спектра декрементов нестационарных возмущений. Рассматривались возмущения специального вида, для которых радиальная компонента скорости Vr мала и траектории частиц жидкости расположены на соответствующих сферических поверхностях (к числу таких движений принадлежит, в частности, основное критическое) ). В работе р] возмущения такого же вида рассматривались в связи с определением границы устойчивости равновесия в шаровом слое. [c.117]

Первое экспериментальное исследование возникновения конвекции в плоском пористом слое было предпринято в работе [ ]. В опытах применялись слои из песка, насыщенного различными жидкостями (вода, растворы глицерина, четыреххлористый углерод). Хотя предсказываемая теорией зависимость критического градиента температуры от параметров качественно подтвердилась, имелось значительное (на порядок) количественное расхождение. Это расхождение, по-видимому, связано с существенной зависимостью параметров от температуры (разности температур в слое были очень велики), а также с нестационарными условиями эксперимента и другими осложняющими обстоятельствами. Попытки учесть в теории некоторые из этих факторов (зависимость вязкости от температуры и нелинейность [c.296]

Турбулентность принадлежит к числу очень распространенных и, вместе с тем, наиболее сложных явлений природы, связанных с возникновением и развитием организованных структур (вихрей различного масштаба) при определенных режимах движения жидкости в существенно нелинейной гидродинамической системе. Прямое численное моделирование турбулентных течений сопряжено с большими математическими трудностями, а построение общей теории турбулентности, из-за сложности механизмов взаимодействующих когерентных структур, вряд ли возможно. При потере устойчивости ламинарного течения, определяемой критическим значением числа Рейнольдса, в такой системе возникает трехмерное нестационарное движение, в котором, вследствие растяжения вихрей, создается непрерывное распределение пульсаций скорости в интервале длин волн от минимальных, определяемых вязкими силами, до максимальных, определяемых границами течения. На условия возникновения завихренности и структуру развитой турбулентности оказывают влияние как физические свойства среды, такие как молекулярная вязкость, с которой связана диссипация энергии в турбулентном потоке, так и условия на границе, где наблюдаются тонкие пограничные вихревые слои, неустойчивость которых проявляется в порождении ими вихревых трубок. Турбулизация приводит к быстрому перемешиванию частиц среды и повышению эффективности переноса импульса, тепла и массы, а в многокомпонентных средах - также способствует ускорению протекания химических реакций. По мере накопления знаний о разнообразных природных объектах, в которых турбулентность играет значительную, а во многих случаях определяющую роль, моделирование этого явления и связанных с ним эффектов приобретает все более важное значение. [c.5]

Критерии оценки работоспособности. Общий алгоритм выбора параметров нестационарно-нагруженных подшипников состоит в проведении последовательных расчетов до удовлетворения требований по критической толщине смазочного слоя, предельной температуре, потерям на трение. Для того чтобы иметь представление о рабочих характеристиках подшипника, определяется его портрет , состоящий в расчете минимальной толщины смазочного слоя и максимальной температуры в зависимости от зазоров и температуры на входе в подшипник. Эти результаты позволяют оценить работоспособность подшипника при [c.206]

Общие свойства выведенного в [38] дисперсионного соотношения исследованы в [40-42]. Предпринятый анализ показал, что для решений типа бегущих волн дисперсионная кривая обладает бесконечным числом ветвей, хотя перемещающаяся вверх по потоку волна определяется единственным образом. Возмущения такого рода изучаются в теории критического слоя [43-45], который играет большую роль в теории устойчивости вязких течений. В рассматриваемом случае критический слой опускается на самое дно течения и сливается с нижней палубой. Таким образом, как отмечается в [38], задача устойчивости формулируется совершенно аналогично задаче о свободном взаимодействии нестационарного пограничного слоя. [c.5]

Особенности формы и геометрической структуры сложных поверхностей является причиной имеющихся особенностей в технологии обработки ограниченных ними деталей. Поэтому многокоординатная обработка деталей с рабочими поверхностями такого типа характерна выраженной нестационарностью всех ее основных параметров параметров удаляемого припуска и сечений срезаемых слоев, текущих значений кинематических геометрических параметров режущих кромок инструмента, допустимыми в текущий момент времени критическими значениями скорости резания, подач и др. [c.12]

На фиг. 2, б представлены зависимости Ке от времени для периодического закона изменения температуры поверхности от времени Т ,(1) (кривая 2), для которого среднее значение критического числа Рейнольдса (Ке ) (кривая 3) оказывается больше, чем значение Ке, получаемое при средней температуре поверхности в стационарном случае. Таким образом, можно считать, что при указанной периодической зависимости температуры от времени нестационарное периодическое по времени течение на линии растекания оказывается более устойчивым, чем полностью стационарное течение, которое реализуется при фиксированной температуре поверхности, равной среднему значению за период (T ,, = (Г ,)). Следовательно, нестационарное периодическое по времени течение на линии растекания стреловидного крыла, реализующееся при таком периодическом по времени изменении температуры поверхности, оказывается более предпочтительным по сравнению с полностью стационарным обтеканием с точки зрения повышения устойчивости пограничного слоя и увеличения Ке. [c.56]

В связи с указанной зависимостью критического числа Ке от температуры поверхности в случае ее периодического изменения во времени можно получить два варианта поведения средних по времени значений Ке. Так, на фиг. 5, а показан один из возможных вариантов зависимости критического числа Ке и периодической зависимости температуры поверхности от времени (кривая 2), для которых (Ке ) меньше, чем значение числа Ке при постоянной температуре = (Т ) в случае полностью стационарного течения в пограничном слое (штриховая прямая). В этом случае нестационарное периодическое течение на линии растекания теряет устойчивость раньше, чем в стационарном случае и является менее устойчивым. [c.59]

В лаборатории турбомашин МЭИ используются различные стенды влажнога водяного пара, ориентированные на изучение 1) условий подобия и моделирования двухфазных течений в различных каналах и в элементах проточной части турбин АЭС 2) механизмов скачковой и вихревой конденсации пара в соплах каналах и решетках турбин при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях 3) влияния периодической нестационарности и турбулентности на процессы образования дискретной фазы, взаимодействия фаз и интегральные характеристики потоков 4) двухфазного пограничного слоя и пленок в безградиентных и градиентных течениях 5) механизма и скорости распространения возмущений в двухфазной среде, а также критических режимов в различных каналах в стационарных и нестационарных потоках 6) основных свойств и характеристик дозвуковых и сверхзвуковых течений в соплах, диффузорах, трубах, отверстиях и щелях 7) влияния тепло- и массообмена на характеристики потоков в различных каналах 8) течений влажного пара в решетках турбин с подробным изучением структуры потока и газодинамических характеристик 9) структуре потока, потерь энергии и эрозионного процесса в турбинных ступенях, работающих на влажном паре 10) рабочего процесса двухфазных струйных аппаратов (эжекторов i и инжекторов). [c.22]

Рассмотрим поверхность нагрева, находящуюся в контакте с жидкостью. При этом давление превышает критическое, а температура жидкости ниже псевдокритической. Допустим, что температура стенки превышает псевдокритическую. Тогда жидкость вдали от стенки представляет собой псевдожидкость, а в нагретом пограничном слое свойства жидкости напоминают свойства газа. Таким образом, жидкость в пограничном слое характеризуется высокой сжимаемостью и малой плотностью. Волна конденсации, проходящая через поверхность нагрева, стремится сжать н Идкость в пограничном слое и кратковременно увеличить теплоотдачу. Когда через поверхность проходит волна разрежения, пограничный слой расширяется, вызывая мгновенное уменьшение теплоотдачи. По-видимому, эти условия являются идеальными для поддержания пульсаций. Аналогичный вывод справедлив и для докритической двухфазной системы, когда существует пузырьковый пограничный слой . Способность теплового источника, зависящего от давления, поддерживать резонансные акустические колебания, известна с 1777 г. Отдельные задачи подобного рода были рассмотрены Зондхаузом и Релеем [18, 19). Очевидно, необходимо, чтобы рабочее тело вдали от стенки было в состоянии нсевдожидкости, поскольку пульсации при температуре в массе жидкости, превышающей псевдокритическую, не наблюдались. Возможно, жидкость в пограничном слое (псевдогаз) находится в таком состоянии, что при незначительном росте давления она сжимается и ее плотность приближается к плотности жидкости. Происходящий в этом случае взрыв может генерировать волны давления, которые в дополнение к влиянию нестационарного теплообмена должны усиливать первоначальное возмущение. [c.358]

При обтекании тела со скругленными кромками идеальной жидкостью на теле имеются две точки (критические точки), в которых скорость равна нулю, а давление достигает максимального значения. Следовательно, при движении жидкости вдоль поверхности тела давление сначала падает, а затем вновь возрастает, т. е. при обтекании тела обязательно возникают диффузорные участки р1йх > 0). При обтекании тела реальной, т. е. вязкой, жидкос-стью в диффузорной области в той или иной точке может возникнуть отрыв пограничного слоя от твердой стенки. Отрыв обычно приводит к нежелательным последствиям возрастанию сопротивления и появлению нестационарных аэродпнамических сил, вызывающих вибрацию конструкции. В связи с этим большое практическое значение имеет оценка возможности безотрывного обтекания и установление режимов, при которых появляется отрыв. [c.181]

Многие работы посвящены ороцессам фазовых превращений при трении при этом особое внимание обращают на то, что критические точки в условиях нестационарного процесса могут существенна сдвигаться под действием высокого уровня пластической деформации на локальных участках микроконтакта. Так, в работе [55 ] отмечено, что при трении армкс-железа в среде смазки в результате диффузии углерода из смазки в металл в поверхностных слоях образуется перлит при изучёнии процесса изнашивания металлов в условиях трения без смазки на воздухе обнаружено, что в поверхности трения серого чугуна в результате деформации увеличивается содержание углерода и кремния. При трений высокопрочного чугуна без смазки и со смазкой содержание углерода в поверхностных слоях металла, увеличивается на 15— 30 % по отношению к исходному, при этом повышение давления приводит к увеличению концентрации углерода, у-фазы и, как следствие, к росту интенсивности износа. [c.142]

Решения уравнений пограничного слоя при трехмерных нестационарных течениях получены также В. Вюстом для тел, совершающих нестационарные движения в направлении, перпендикулярном к направлению обтекания. В частности, им был исследован пограничный слой на круглом цилиндре,, совершающем периодическое движение в направлении, перпендикулярном к направлению набегающего потока. Рассмотренное В. Вюстом обтекание плоского клина, совершающего колебания в направлении к передней кромке,, содержит в себе как частные случаи осциллирующее обтекание пластины и осциллирующее течение в окрестности критической точки. [c.392]

О методе установления. Решение, удовлетворяющее (4.45), можно находить, решая при тех же граничных условиях систему полных нестационарных уравнений (1.15) в пределе i- oo. Такой способ получения стационарного решения называют методом установления. Организация счета в этом случае фактически не отличается от описанной в 4.2. Чтобы придать физический смысл вычислительному процессу, за начальное условие выбирают известное решение рассматриваемой задачи, найденное для другого значения числа Рэлея, например, при теплопроводности (Ra = 0). Счет по слоям ведется до тех пор, пока нестационарный процесс в достаточной степени не устанойится, и установившееся решение принимается за искомое. Важно, что метод не предполагает априорно существования стационарного решения, поэтому если оно в действительности отсутствует, установления не будет. Обратное, вообще говоря, неверно неуста-новление численных результатов при t- oo совсем не обязательно имеет физическую природу — оно может происходить из-за вычислительной неустойчивости примененного алгоритма. По этой причине расчетные значения критических чисел Рэлея, соответствующих возникновению турбулентности, могут оказаться заниженными. [c.105]

Если число Рейнольдса и волновое число достаточно далеки от нейтральной кривой, необходимы иные принципы построения нелинейной теории. В независимых работах [43, 44] таким принципом служит нелинейность критического слоя. Результаты [43, 44], получившие развитие в [186, 187], относятся к нестационарным колебаниям, фазовая скорость которых порядка скорости основного течения. Эволюция полученных в [43, 44] структур при уменьшении фазовой скорости периодических возмущений исследована в [188]. Математическая модель критического слоя волны Россби и ее связь с теорией [43, 44] обсуждаются в [189, 190]. Нелинейная эволюция волны Толлмина-Шлихтинга с параметрами из окрестности нижней ветви нейтральной кривой изучается в [191] с учетом непараллельности потока жидкости в пограничном слое. Полученные оценки для "быстрой" и "медленной" переменных метода двухмасштабных разложений по продольной координате приводят к амплитудному уравнению. [c.13]

Рассматривается возможность управления устойчивостью нестационарного пограничного слоя на линии растекания скользящего или стреловидного крыла большого удлинения с помощью периодического изменения температуры поверхности или скорости отсоса газа при до-и сверхзвуковых скоростях набегающего потока. В предположении, что характерный временной масштаб изменения температуры или скорости отсоса на линии растекания равен характерному аэродинамическому времени, исследованы характеристики устойчивости квазистацио-нарных течений в пограничном слое на линии растекания, определены минимальные значения критических чисел Рейнольдса потери устойчивости Ке как функции температуры и скорости отсоса, построены примеры периодических зависимостей температуры поверхности и скорости отсоса, для которых средние по времени значения Ре в случае нестационарного течения превосходят аналогичные значения для полностью стационарного пограничного слоя. [c.52]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...