Слой критический сжимаемый

Критическое рассмотрение и обобщение методов расчета сжимаемого пограничного слоя [Л. 82, 99, 155, 163, 184, 222, 258, 270] выполнено в [Л. 229]. Показано, что если турбулентный пограничный слой в сжимаемой жидкости начинается от передней критической точки, то результаты всех методов можно обобщить уравнением [c.499]

Оценка влияния сжимаемости на эффективность шероховатости показывает, что с увеличением М оо критические высоты шероховатости возрастают. Это явление подтверждается экспериментами (рис. 7.1.21). Таким образом, пограничный слой в сжимаемой жидкости менее чувствителен к шероховатости, чем в несжимаемом потоке. После того как отношение [к — высота элемента шероховатости 6 —толщина вытеснения в сечении пограничного слоя, где расположен турбулизирую-щий элемент) достигнет критического значения, дальнейшее его возрастание даже на небольшую величину приводит к быстрому перемещению [c.352]

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что сжимаемость оказывает в общем стабилизующее влияние на движение в ламинарном пограничном слое. При возрастании числа М увеличивается критическое значение R, при котором происходит турбулизация пограничного слоя. В связи с этим отодвигается также и наступление кризиса сопротивления. Так, для шара при изменении М от 0,3 до 0,7 кризис сопротивления отодвигается примерно от R 4-10 до 8-10 . [c.257]

Большой практический интерес представляет исследование влияния сжимаемости на переход ламинарного пограничного слоя в турбулентный при наличии шероховатой поверхности. При высоких числах Маха ламинарный слой может сохраняться при значительно большей шероховатости, чем в несжимаемых течениях (критическая высота шероховатости приблизительно в 3- 7 раз выше). [c.93]

Это справедливо для поверхностей, не слишком близких к критической точке, вблизи которой толщина переходного слоя между жидкостью и газом возрастает, сжимаемость увеличивается и сила тяжести дает за счет этого заметный вклад в поверхностную энергию. [c.180]

Определение сечения отрыва пограничного слоя от электродной стенки производится по формулам гл. 6 с учетом влияния неизотермичности и сжимаемости на закон трения и критические параметры отрыва. [c.180]

Во многих случаях дифференциальные уравнения в частных производных ламинарного пограничного слоя могут быть заменены системой обыкновенных дифференциальных уравнений посредством введения новых переменных, называемых автомодельными переменными. Шлихтинг [27] приводит исчерпывающий анализ преобразований подобия уравнений пограничного слоя для сЛучая течения неизлучающего газа. В работе [39] описано приложение теории однопараметрических групп (развитой в [40]) для уменьшения числа независимых переменных в системе дифференциальных уравнений в частных производных. В этом разделе будет описано преобразование уравнений стационарного двумерного пограничного слоя при ламинарном обтекании клина сжимаемой излучающей жидкостью. Из этих общих преобразованных уравнений для клина легко получить соответствующие уравнения для течения на плоской пластине и в окрестности передней критической точки. [c.536]

В то же время смазочный слой передает на ротор дополнительные силы иного характера, связанные с вязкостью, инерционностью и сжимаемостью пленки. Первые два фактора оказывают демпфирующее действие и затрудняют возникновение автоколебаний, тогда как сжимаемость облегчает возникновение автоколебаний и приводит к снижению критической скорости вращения ротора. [c.105]

В отличие от твердых тел, жидкости и газы не сохраняют своей формы, а принимают форму того сосуда, в который они заключены. Жидкости от газов отличаются наличием поверхностного слоя (свободной поверхности) (11.6.1.2°), большей плотностью при одних и тех же условиях (за исключением критического состояния, П.5.5.Г) и характером зависимости плотности от давления (практическая несжимаемость жидкостей и заметная сжимаемость газов). [c.94]

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]

Резкое уменьшение диссипативных потерь в обогреваемых каналах наблюдалось в момент достижения кризиса теплообмена в экспериментах по определению критических тепловых нагрузок. Аналогичное явление было обнаружено и в описанных выше экспериментах по определению критического теплового потока в дегазированной воде. Так, на рис. 4.25 в качестве примера приведены зависимости изменения относительной подведенной мопщости лул р, массового расхода G и температуры стенки в выходном сечении канала от времени. В процессе ступенчатого подвода мощности к стенке канала температура ее ступенчато возрастает. Расход сначала остается постоянным, затем начинает уменьшаться вследствие увеличения потерь на трение при движении двухфазной смеси, а при достижении кризисного состояния снова возрастает. Увеличение расхода при достижении кризисной зоны наблюдалось и в опытах Типпетса [52]. Этот факт можно рассматривать как свидетельство того, что в этом случае, так же как в адиабатных каналах, определяющим в формировании критического потока является свойство значительной сжимаемости двухфазного потока. Если в пристенном слое обогреваемого канала реализуется трансзвуковой режим течения, то вырождение турбулентности и переход к ламинарному режиму течения могут служить причиной уменьшения как диссипативных потерь, так и интенсивности теплообмена в кризисной зоне. [c.95]

Сопротивление тел в околозвуковом, сверхзвуковом и гиперзвуковом диапазонах скоростей представляет особую область газовой динамики, которую во вводном курсе осветить невозможно. Поэтому здесь будут приведены лишь некоторые экспериментальные результаты для основных форм обтекаемых тел и некоторые ссылки на более обширные источники информации. Изменение коэффициента сопротивления сфер и цилиндров в зависимости от числа Маха свободного потока в диапазоне от 0,1 до 10 иллюстрируется на рис. 15-29. На этом рисунке показано влияние сжимаемости при числах Рейнольдса как выше, так и ниже того, которое необходимо для перехода в пограничном слое от ламинарного течения к турбулентному. Для чисел Маха больше 0,7 влияние вязкости стаиовится малым, и кривые сливаются. Для сопоставления на рис. 15-30 Л. 14] показаны характеристики сопротивления удлиненной ракеты, корпус которой представляет собой заостренное тело вращения. Это тело имеет очень высокое критическое число Маха (Макр 0,95), и при Ма=3 сила сопротивления, действующая на него, составляет примерно 1/5 от сопротивления сферы с тем же диаметром, что и максимальный диаметр ракеты. Удобообтекаемое с точки зрения дозвукового потока тело, т. е. тело со скругленной передней кромкой, испытывает в сверхзвуковом потоке очень высокие силы сопротивления по сравнению с заостренными телами. [c.428]

Вопрос о влиянии сжимаемости газа на возникновение турбулентности, так же как и на механизм установившейся турбулентности, еще мало изучен. Теоретические работы по устойчивости ламинарного пограничного слоя при больших скоростях показывают, что при прочих равных условиях с возра-СТЯЙИвТМ ЙИСЛЭ. /1 оо устойчивость ламинарного слоя ослабевает это надо понимать в том смысле, что с ростом Моо должно уменьшаться нижнее критическое число Рвкр, начиная с которого возмущения в слое перестают затухать. [c.714]

Критический угол атаки получается малым при больших чй слах М потому, что срыв потока начинается на меньших углах атаки. Основная причина этого заключается в том, что из-за влияния сжимаемости разрежение над задней половиной профиля более энергично падает вдольпотока (рис. 2.03), а это способствует отрыву пограничного слоя. [c.71]

На рис. 12.4 показано образование адсорбционной пленки из криптона на однородных поверхностях графита пленка построена пз дискретных слоев. Можно доказать, что точка В соответствует моноатомному покрытию (степень покрытия 0=1). При соответствующем увеличении давления изотерма поднимается вертикально до тех пор, пока при 0 = 2 не будет построен двухатомный адсорбционный слой. Таким путем можно показать, что адсорбционная пленка построена из пяти моиоатомпых слоев, которые образуются один за другим. Этот процесс называют периодической (ступенчатой) адсорбцией. Непрерывной связи между степенью покрытия 0 и равновесным давлением р не существует. Последовательные стадии процесса при повышении давления характеризуются неравномерно увеличивающимися значениями степени покрытия. Эти стадии обнаруживаются по скачкообразному понижению теплот адсорбции. Таким образом, толщина покрытия изменяется при критических давлениях скачкообразно. Сначала возникает газовая пленка, обладающая известной двухмерной подвижностью, уменьшающейся с увеличением покрытия. В конце образуется газовая пленка с плотнейшей упаковкой, малой сжимаемостью и двухмерным упорядочением. Далее на ней строится вторая поверхностная пленка, Ясно выраженные вер- [c.269]

Спонтанное зародышеобразование в метастабильной фазе обусловлено флуктуациями и служит их наглядным проявлением. Один из возмонлных механизмов возникновения островка изотропной фазы состоит в том, что в малом объеме флуктуационным путем создается достаточно большой радиальный градиент плотности. Тогда объем веш ества теряет устойчивость, и внутри него появляется пузырек или капелька со свойствами новой фазы. Минимально необходимая величина градиента плотности определяется свойствами переходного физического слоя между сосуществующими фазами [246]. С приближением к критической температуре переходной слой утолщается, а соответствующий ему градиент плотности стремится к нулю. На первый взгляд кажется, что для гомогенного зародышеобразования требуется существенное повьппе-ние уровня флуктуаций в метастабильной фазе по сравнению с условиями, которые имеют место вблизи линии насыщения. Однако экспериментальные данные не подтверждают этого. Результаты, изложенные в гл. 8, свидетельствуют о слабом росте сжимаемости на изотермах при достижимых перегревах н-гексана (/ 10 см -сек -). Следовательно, по (9.30) мало растут и флуктуации плотности в заданном объеме жидкости. Исключение составляет область вблизи критической точки. Такой же вывод можно сделать из опытов Джалалуддина и Замкова [118] по рассеянию света в перегретом эфире. Рассеяние сохраняет релеевский характер (/ — до тех пор, пока в жидкости не появится много зародышевых пузырьков, г > Гк. Аналогичный результат был получен Морман-ном [120], который наблюдал за рассеянием света в конденсирующихся пересыщенных парах. [c.274]

У спешная попытка улучшить однопараметрическую модель турбулентной вязкости z/ -92 была предпринята в [13] (Глава 10.9). Введением в модель новых членов и тщательным тестированием модельного уравнения на многочисленных течениях в струях, пограничных слоях, отрывных и сжимаемых течениях удалось заметно повысить точность и универсальность модели. В настоящее время лишь несколько одно-и двухпараметрических моделей имеют сравнимую с z/ -92 точность и универсальность описания турбулентных течений [14]. Роль крупномасштабных пульсаций особенно сильно проявляется при взаимодействии турбулентного потока с обтекаемым телом. В частности, такая ситуация наблюдается в так называемом бессдвиговом пограничном слое и вблизи передней критической точки. Традиционные модели сильно завышают тепловые потоки в этой области течения. В [15 (Глава 10.10) описана новая двухпараметрическая модель для турбулентной вязкости и масштаба, позволяющая более точно описывать течение в бессдвиговом пограничном слое. Модификация модельных уравнений для более точного предсказания течения и теплообмена в критической точке описана в [16. [c.351]

Критическая скорость вдува газа W ,, при которой нарушается стационарная пузырьковая структура пристенного слоя, помимо условий, определяющих образование и отрыв пузырьков, зависит и от их отвода пз этого пристенного слоя. Отвод пузырьков пз слоя зависит от раЭмера отрывающихся пузырьков, определяемого частотой их отрыва, что, в свою очередь, зависит от поверхностного натяжения Е, плотности и вязкости жидкости (рг и х,), а также от ускорения силы тяжести g. Кроме того, частота отрыва может зависеть от давления жидкости р, так как отрыв нузырьков есть колебательный процесс, зависящий от сжимаемости газа, которая определяется давлением (ср. с собственной частотой радиальных колебаний пузырька по формуле Ми-иаерта (1.6.22), где эта частота сОг пропорциональна р ). [c.259]

Предварительные замечания. Все теоретические и экспериментальные результаты по переходу ламинарной формы течения в турбулентную, изложенные в предыдущих параграфах, относятся к течениям с умеренной скоростью (несжимаемые течения). В настоящее время в связи с запросами авиационной техники усиленно исследуется влияние сжимаемости текущей среды на переход ламинарной формы течения в турбулентную. В сжимаемых течениях важным фактором, влияющим на переход ламинарной формы течения в турбулентную, является, наряду с числом Маха, теплопередача между обтекаемой стенкой и текущей средой. В несжимаемых течениях теплопередача между стенкой и текущей средой происходит только в том случае, когда температура стенки поддерживается на более высоком или более низком уровне, чем температура протекающей жидкости. В сжимаемом течении на теплопередачу между стенкой и текущей средой сильное влияние оказывает тепло, выделяющееся в пограничном слое вследствие трения (см. главу XIII). В сжимаемом течении, наряду со скоростным пограничным слоем, всегда образуется температурный пограничный слой, оказывающий существенное влияние на устойчивость динамического пограничного слоя. Как показывают излагаемые ниже теоретические и экспериментальные результаты, теплопередача от пограничного слоя к стенке действует стабилизующим образом, т. е. приводит к повышению критического числа Рейнольдса теплопередача же от стенки к пограничному слою, наоборот, уменьшает устойчивость пограничного слоя, следовательно, приводит к понижению критического числа Рейнольдса. [c.474]

Рис. 17.43. Влияние двумерной изолированной шероховатости на критическое число Рейнольдса для продольно обтекаемой плоской пластины при сжимаемом течении. По измерениям П. Ф. Бринича [ ]. к — высота шероховатости 61 — толщина вытеснения пограничного слоя в том месте, где расположен элемент шероховатости.

В связи с принятой большой расчетной максимальной скоростью полета в аэродинамических расчетах самолета Д учитывалось влияние сжимаемости воздуха на больших скоростях полета, для оценки которого использовались результаты экспериментальных исследований, проведенных в артиллерийской технике. Крыло самолета имело угол стреловидности 18° по передней кромке, но это определялось только компоновочными соображениями. Волновое сопротивление агрегатов планера самолета Д в соответствии с уровнем знаний того времени предполагалось уменьшить специальной профилировкой внешних обводов всех элементов самолета и ламинаризацией пограничного слоя потока, обтекающего самолет. Поэтому все внешние обводы самолета выбирались на основании специальных расчетов, проводившихся в ЦАГИ под руководством И. В. Остославского и Г. П. Свищева. В объяснительной записке проекта подчеркивалось, что задача уменьшения влияния волнового кризиса естественно приводит к применению форм элементов самолета с затянутым пограничным слоем, которые увеличивают критическое число Берстоу (число Маха по современной терминологии) и в докритической зоне уменьшают сопротивление самолета. [c.428]

В области горла происходит ламинаризация пограничного слоя под влиянием отрицательного градиента давления. Толщина вытеснения в критическом сечении без учета сжимаемости (15.35) будет б = 0,375 6 0,17 мм. [c.310]

Так как при заданном сечении реакции деления сг/ пробег нейтрона до размножения Л/ = 1/п/сг/ падает с ростом концентрации п/ делящихся ядер, то увеличение плотности делящегося вещества приводит к уменьшению критического размера системы как р Кк Л/ 1/р) и связанной с ним критической массы как р " Мк р ) р ). При рассмотрении имплозии цилиндрических мишеней прямого действия в схеме тяжелоионного инерциального термоядерного синтеза [3] тяжелая оболочка пушера , сделанная из Аи или из РЬ, разгоняется к оси цилиндрической мишени до скоростей 3 10 см-с за счет газодинамического давления вещества поглотителя, нагретого пучком тяжелых ионов. Конструкция термоядерной мишени, использованная в работе [3], показана в разрезе на рис. ГЛ. В момент стагнации (максимального сжатия, когда выравнивается давление пушера и сжимаемой DT-смеси) плотность DT-слоя увеличивается в 500 раз (от начального значения 0,2 г см до 100 г см ), а вещество пушера достигает плотности р 10 г-см . Существенным является то, что с помощью ионного пучка с небольшим количеством энергии 5 МДж в режиме квази-изэнтропического сжатия получается сильно сжатое вещество мишени с массой М т. [c.199]

Здесь представлены примеры численного исследования обтекания затупленных конусов под углом атаки потоком сжимаемого газа. Набегающий поток характеризуется большими числами Маха и Рейнольдса (КСоо 10 10 ), и ламинарный режим течения переходит в турбулентный вблизи передней критической области, поэтому трехмерное течение предполагается турбулентным. На характеристики теплообмена в пограничном слое в значительной степени сказывается величина температурного фактора поэтому [c.345]

В случае сжимаемого пограничного слоя (р Ф onst, Ф Ф onst, Я Ф onst) необходимо учитывать деформацию распределения параметров внутри слоя и, переменность произведения jip поперек пограничного слоя. Результаты численных расчетов, проведенных при различных значениях Т Тдд и различных законах i (Т), хорошо аппроксимируются для плоского и осесимметричного течений в окрестности передней критической точки следующими формулами, в которых введены поправочные множители, учитывающие переменность цр для плоского течения [c.141]

Изложенное показывает, что при скоростях положение линий отрыва на шаре существенно зависит от эежима течения в пограничном слое и, следовательно, от е. Влияние сжимаемости здесь сказывается в том, что с увеличением возрастает критическое число Ре р (рис. 5-47). Это означает, что турбулизация слоя в точке отрыва происходит при больших числах Ре и линия перехода Т медленнее сближается с линией отрыва 5. Другими словами, сжимаемость затягивает переход ламинарного режима в турбулентный. [c.296]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...