Течение без трения ламинарное

Рис. 69. Профиль скоростей при ламинарном пограничном слое (а), турбулентном пограничном слое (б) и течении без трения (в).

Картину, с чисто внешней стороны идентичную обтеканию невязкой (идеальной) жидкостью, можно получить буксированием тела по смоченной пластине с прилипшим к ней слоем жидкости. Поверхность слоя обсыпается порошком. Хотя в этом случае течение само по себе обладает большим трением, Стокс показал, что дифференциальные уравнения такого течения совпадают с дифференциальными уравнениями движения жидкости без трения такие течения всегда ламинарны. Медленно подливая воду во время движения, можно наблюдать постепенный переход ламинарного течения в турбулентное. [c.338]

Как было отмечено в подразд. 4.2, ламинарное течение является струйным течением без перемешивания жидкости. При этом в жидкости возникает трение, вызванное ее вязкостью. Теория ламинарного течения основывается на законе трения Ньютона [см. формулу (1.5), рассмотренном в подразд. 1.3.2. [c.25]

Установите связь между средними коэффициентами трения на конусе с к и пластине с fan для ламинарного и турбулентного режимов течения в пограничном слое, предполагая, что параметры невязкого потока, т. е. параметры на границе пограничного слоя, для пластины и конуса одинаковы. Определите без учета влияния сжимаемости сопротивление трения для ламинарного и полностью турбулентного пограничных слоев на поверхности заостренного конуса (полуугол при вершине конуса [c.670]

Таким образом, ламинарный пограничный слой допускает, без увеличения потерь от трения, значительно более высокую шероховатость, чем турбулентный пограничный слой. Обеспечение при изготовлении лопаток чистоты поверхности, удовлетворяюш,ей зависимости (127) и при турбулентном, и при ламинарном характере течения среды в пограничном слое, дает некоторый запас и гарантирует отсутствие влияния шероховатости на потери энергии в решетке. [c.120]

Позднее отсасывание пограничного слоя стало применяться также для уменьшения сопротивления трения. Для этого щель располагается в таком месте обтекаемого контура, чтобы точка перехода ламинарной формы течения в пограничном слое в турбулентную отодвинулась как можно дальше вниз по течению. В результате пограничный слой остается ламинарным на большем протяжении стенки, что и приводит к уменьшению сопротивления трения, так как последнее при ламинарном течении меньше, чем при турбулентном (см. рис. 14.9). Эффект, достигаемый в этом случае — сохранение пограничного слоя ламинарным,— объясняется двумя причинами. Во-первых, вследствие отсасывания пограничный слой делается тоньше, что уменьшает наклонность течения в нем к переходу из ламинарной формы в турбулентную [ ]. Во-вторых, в ламинарном пограничном слое профили скоростей имеют при отсасывании несколько иную форму, чем без отсасывания, и притом такую, которая даже при одинаковой толщине слоя также уменьшает наклонность течения к переходу из ламинарной формы в турбулентную (профили скоростей делаются более полными, см. рис. 14.6). К вопросу о переходе течения в пограничном слое из ламинарной формы в турбулентную, в частности, и при отсасывании, мы вернемся в главе ХУП. [c.355]

Старые исследования по устойчивости ламинарного течения основывались главным образом на уравнении (16.16), т. е. на дифференциальном уравнении возмущающего движения без учета трения. Конечно, такого рода исследования не могли привести к вычислению критического числа Рейнольдса они только позволяли судить о том, устойчиво или неустойчиво ламинарное течение, в той мере, в какой это вообще возможно сделать при введенном допущении о независимости возмущающего движения от вязкости. Лишь спустя много времени удалось найти способы исследования полного дифференциального уравнения возмущающего движения (16.14). Однако потребовалось много усилий, сначала сопровождавшихся неудачами, прежде чем удалось достигнуть успеха в теоретическом вычислении критического числа Рейнольдса. [c.428]

В главе XIV мы уже отметили, что отсасывание ламинарного пограничного слоя является весьма эффективным средством для уменьшения сопротивления трения. Так же, как и падение давления в направлении течения, рассмотренное в предыдущем параграфе, отсасывание стабилизует ламинарный пограничный слой, и уменьшение сопротивления достигается при этом в результате предупреждения перехода ламинарной формы течения в турбулентную. Действие отсасывания проявляется двояким образом. Во-первых, отсасывание уменьшает толщину пограничного слоя, а более тонкий пограничный слой имеет меньшую наклонность к переходу в турбулентное состояние, чем толстый пограничный слой. Во-вторых, отсасывание ламинарного пограничного слоя создает в нем такие профили скоростей, которые обладают более высоким пределом устойчивости, т. е. более высоким критическим числом Рейнольдса, чем профили скоростей в пограничном слое без отсасывания. [c.465]

Простейший и в то же время практически очень важный случай турбулентного пограничного слоя мы имеем при продольном обтекании плоской пластины. С этим случаем мы встречаемся при вычислении сопротивления трения корабля, сопротивления крыла и фюзеляжа самолета, а также лопаток турбины или воздуходувки. Продольное обтекание плоской пластины характерно тем, что для него градиент давления вдоль стенки равен нулю, и поэтому скорость вне пограничного слоя остается постоянной. Правда, при обтекании только что перечисленных тел градиент давления не всегда равен нулю. Однако до тех пор, пока не возникает отрыва пограничного слоя, сопротивление трения во всех этих случаях, так же как и при ламинарном течении, мало отличается от сопротивления плоской пластины. Следовательно, закономерности пограничного слоя на плоской пластине являются основой для расчета сопротивления всех тел, у которых при обтекании не возникает резко выраженного отрыва. Распространение выводов, которые мы получим при изучении пограничного слоя без градиента давления, на пограничный [c.571]

Силы жидкостного трения характеризуются касательными напряжениями, возникающими в рабочей среде на поверхностях элементов регулирующих устройств. Если поверхность одного элемента отделена от поверхности другого зазором, заполненным рабочей средой, то касательные напряжения могут быть вызваны как относительным движением этих поверхностей, так и движением среды под действием перепада давления. В предположении ламинарного режима движения среды для зазора с параллельными стенками, без учета начального участка потока, сила жидкостного трения Ртр может быть определена, если воспользоваться уравнением (9.116). При установившемся движении среды, а также при тех видах неустановившегося движения, для которых выполняются сформулированные в 9. 9 условия квазистационарности течения, это уравнение принимает вид [c.263]

Отрывы потока при вдуве через поверхность [67]. Хорошо известно, что вдув и отсос газа через поверхность обтекаемого тела могут сильно влиять на картину течения. Например, в рассмотренном случае падения косого скачка уплотнения на ламинарный пограничный слой размеры зоны возвратных течений могут существенно изменяться, если в зоне взаимодействия производить отсос. Для моделирования этой ситуации на участке поверхности пластины, ограниченном значениями координаты х = 0,8725 и ДГ = 1,0625, фиксировалось значение вертикальной составляющей скорости иу. Распределения давления и коэффициента трения для значений ьу = -0,001 и VI = -0,003 представлены кривыми 2 и 5 на рис, 2.14д, б (кривые 1 соответствуют и, = 0). Как видно из графиков, размеры отрывной зоны при иу = -0,001 заметно меньше, чем без отсоса, а при и,- = -0,003 течение вовсе становится безотрывным. [c.165]

Правильное же понимание физической сущности электротепловых процессов немыслимо без тех теоретических расчетных формул, которые на сегодня могут считаться достоверными. При этом неоднократно приходится прибегать к использованию понятий подобия и к некоторым аналогиям. Вполне, например, допустимо провести аналогию между течением по трубе вязкой жидкости и течением электрического тока по проводу. Эту аналогию рассмотрим с помощью трубной модели. Силовые линии электрического тока можно уподобить струям ламинарного потока вязкой жидкости (рис. 1.19, а). Эти струи встречают концентрированное сопротивление своему движению относительно диафрагмы 1, вставленной в трубу (рис. 1.19, б), что приводит к искривлению струй. Если посередине диафрагмы вставлена решетка 2 (рис. 1.19, в), то происходит добавочное, уже микроскопическое искривление струй, и тем самым вводится дополнительное сопротивление движению жидкости. Сопротивления диафрагмы и решетки суммируются. Удалить решетку — значит снять микрогеометрическое искривление и уменьшить общее сопротивление. Ликвидировать диафрагму — устранить вообще всякое местное концентрированное сопротивление. Остается постоянно действующее, равномерно по длине трубы распределенное сопротивление трения жидкости о стенки трубы. [c.48]

Особенно примечательное явление, связанное с переходом течения в пограничном слое из ламинарной формы в турбулентную, наблюдается при обтекании тела с тупой кормовой частью, например круглого цилиндра или шара. Из рис. 1.4 и 1.5 мы видим, что при числах Рейнольдса Fd/v,. равных для круглого цилиндра приблизительно 5 10 , а для шара приблизительна 3 10 , коэффициент сопротивления цилиндра и шара внезапно сильно уменьшается. Впервые это явление было обнаружено для шара Г. Эйфелем [ ]. Столь резкое уменьшение сопротивления объясняется возникновением в пограничном слое турбулентного течения. Турбулизация пограничного слоя,, т. е. возникновение в нем турбул (нтного перемешивания, значительна усиливает увлекающее действие внешнего потока по сравнению со случаем ламинарного пограничного слоя, и это приводит к перемещению точки отрыва назад, т. е. вниз по течению. Если для пограничного слоя, остающегося ламинарным на всем протяжении, точка отрыва лежит приблизительно на экваторе шара, то после турбулизации пограничного слоя она перемещается на довольно значительное расстояние назад, т. е. на заднюю половину шара. Вследствие этого область застойного течения позади тела значительно суживается и распределение давления приближается к распределению давления при течении без трения (см. рис. 1.10). Сужение же застойной области приводит к значительному уменьшению сопротивления давления, что дает о себе знать в виде скачкообразного понижения кривой = / (Ре) (см. рис. 1.4 и 1.5). Правильность такого объяснения подтвердил Л. Прандтль путем следующего опыта [Щ, Несколько впереди экватора шара, обтекавшегося потоком воздуха, он укрепил на поверхности шара тонкое проволочное кольцо. Наличие этого кольца вызвало искусственную турбулизацию пограничного слоя уже при умеренном числе Рейнольдса [c.50]

Характер конвективных токов связан со структурой течения, которое может быть либо ламинарным, либо турбулентным. По латыни lamina — слой, листовое изделие. Течение называется ламинарным, т. е. слоистым, если его можно уподобить скольжению одного слоя жидкости относительно другого без их перемешивания. Поскольку при ламинарном течении направление вектора скорости остается в каждой точке устойчивым, конвекция по нормали к этому направлению никогда не возникает и соответствующий перенос того или иного субстрата должен быть исключительно микрофизической природы, т. е. иметь в своей основе тепловое движение молекул, атомов, электронов (излучение здесь не рассматривается). В частности, напряжение трения т, действующее на данный слой со стороны смежных, определяется законом Ньютона через коэффициент вязкости (молекулярной) р. [c.75]

Р. М. Инмен [ ] вывел приближенные уравнения для определения коэффициента трения сжимаемого течения Куэтта без теплопередачи и с теплопередачей, однако с упрощающим предположением, что коэффициент вязкости пропорционален температуре. И. Э. Беккуит [ ] показал, что сжимаемый ламинарный пограничный слой на любом трехмерном теле может быть приближенно рассчитан, если составляющие скорости вторичного течения малы по сравнению с соответствующими составляющими скорости главного течения. [c.339]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...