Область безотрывного течения

Области безотрывного течения в диффузорах как пространственных, так и плоских показаны на рис. 1.22. Кривые / и 2 построены по данным. многочисленных опытов [38, 71, 186]. Они разделяют всю область значений 1 / (Л1) на две для безотрывных диффузоров (область /) и отрыв- [c.29]

Область безотрывного течения 29 [c.347]

Уравнение (8-22) описывает распределение скоростей в области между днищем поршня и передним фронтом волны разрежения при безотрывном течении. Иными словами, уравнением охватывается отрезок времени от начала движения ( I = 0) и до момента, когда скорость поршня достигнет предельного значения, выражаемого формулой [c.266]

Угол раствора плоскостей 2фо значительно меньше [19], при котором в диффузоре с чисто радиальным потоком могут возникнуть области обратного течения. Таким образом, в данном случае имеет место безотрывное течение. [c.37]

Опытная зависимость п=/(а, п), приведенная на рис. 10.6, показывает, что вначале с ростом угла а потери несколько падают, а затем возрастают почти по линейному закону. Если при а<15° рассматриваемая зависимость расслаивается по степени расширения п, то при а>15° все кривые сливаются, образуя одну общую линию. Этот факт свидетельствует об отрывном течении, в результате чего дальнейшее расширение канала практически не может повлиять на преобразование энергии, так как за сечением отрыва повышения давления нет и вся кинетическая энергия потока теряется. При увеличении угла а сечение отрыва приближается к входному сечению диффузора и соответственно возрастают полные потери. Таким образом, чем больше угол а, тем меньше допустимая с точки зрения возникновения отрыва степень расширения п. На рис. 10.7 приведены опытные данные, связывающие между собой предельные значения рассматриваемых параметров, при которых еще возможно безотрывное течение в конических диффузорах. Область ниже кривой а—а соответствует безотрывному течению. Если параметры диффузора попадают в зону над кривой, то наиболее вероятен отрывной характер течения. Хорошо видно уменьшение предельной степени расширения с ростом угла а и асимптотическое увеличение ее с уменьшением а. Эта асимптота соответствует углу порядка 7—8°. т. е. при а<8° течение безотрывно при любой степени расширения п. [c.277]

На рис. 30 показано влияние степени расширения диффузора и угла его раскрытия на о фыв потока в нем. Область ниже кривой соответствует безотрывному течению. Если геометрические параметры диффузора попадают в зону над кривой, то реализуется отрывной характер течения. Хорошо видно резкое уменьшение предельной степени расширения с ростом угла ф и асимптотическое увеличение ее с уменьшением угла. При ф< 4 течение при любых степенях расширения становится [c.99]

Аналитические методы расчета тепло- и массообмена, основанные на теории пограничного слоя, вообще говоря, справедливы только для безотрывных течений жидкости. Во многих практических случаях поверхность, занятая вихревой областью, имеет значительную протяженность. Однако в настоящее время не существует методов расчета трения и теплообмена в этих условиях. В связи с этим, в качестве первого приближения можно предложить схему расчета, основанную на некоторых общих закономерностях пристенной турбулентности. [c.171]

В работе [1] был решен ряд задач о течениях политропного газа, возникающих когда стенки бесконечного двугранного угла (плоскости Pi и Р2), внутри которого в начальный момент времени газ покоился, начинают выдвигаться из газа с постоянными скоростями Vi и V2. Плоскости Pi и Р2 играют при этом роль поршней, движущихся параллельно самим себе. Было показано, что если скорости выдвижения плоскостей достаточно велики (по сравнению со скоростью звука со в покоящемся газе), то у ребра двугранного угла (линии пересечения поршней) может образоваться зона вакуума. Решение задач строилось из областей автомодельных потенциальных простых и двойных волн и областей постоянного движения. Предметом рассмотрения в [1] был в основном лишь случай, когда образуется область вакуума, случай же, когда зоны вакуума не образуется и осуществляется безотрывное течение, не был исследован. [c.124]

Осуществляется изэнтропическое безотрывное потенциальное течение во всей области возмущенного движения при этом у ребра двугранного угла имеется область постоянного течения, которая через некоторую характеристическую поверхность смыкается непосредственно с областью нестационарной потенциальной двойной волны. [c.124]

Первая осуществляется при числах Рейнольдса Ке 2 10 и характеризуется малым углом отрыва ф, равным примерно 82°, и большим сопротивлением цилиндра. При этом течение в пограничном слое остается ламинарным вплоть до точки отрыва и становится турбулентным ниже ее по потоку. При увеличении числа Рейнольдса Ке > > 2 10 точка перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный смещается вверх по потоку и по мере увеличения числа Рейнольдса проникает в область безотрывного обтекания. В этих условиях на поверхности цилиндра в области безотрывного обтекания наблюдается как ламинарный, так и турбулентный пограничный слой. Первый начинается от передней критической точки, на некотором расстоянии от нее, вниз по потоку переходит во второй, и отрыв происходит уже в области турбулентного пограничного слоя. При дальнейшем увеличении числа Рейнольдса наступает кризис обтекания — точка отрыва лри этом смещается вниз по потоку. [c.214]

В области ламинарного течения процесс расширения в следе нагретого в скачке газа является почти адиабатическим, поскольку потери тепловой энергии от потока к твердому телу через область отрывного течения, как правило, не превышают потери энергии путем теплопроводности через пограничный слой в безотрывной области течения около такого же тела. Потери тепла на излучение обычно меньше соответствующих аэродинамических потерь тепла. Таким образом, до тех пор, пока толщина пограничного слоя на поверхности сферы мала по сравнению с радиусом сферы, рас- [c.134]

Из табл. 2 нетрудно заметить, что не существует заметной разницы в положении точки отрыва для двух случаев при температурах стенки цилиндра 0° С (.4 = 0,0521) и 100° С (4 = —0,2951). Этот результат понятен, так как для цилиндра влияние теплообмена на отрыв мало, в связи с тем что на первых 90 % безотрывного пограничного слоя течение ускоряется, следовательно, область замедляющегося течения короткая. Кроме того, напряжение трения может достичь значительно большего значения в области минимума давления, чем для ненагретого цилиндра (табл. 4 [44]). Утолщение пограничного слоя происходит быстрее на нагретой стенке, чем на ненагретом цилиндре, но это не приводит к существенному смещению точки отрыва. [c.119]

Один из параметров моделирования возникновения кавитации — величина критического давления. Другой — положение точки, в которой достигается это давление. Число кавитации К было выведено из условия возникновения кавитации на участке минимального давления поверхности твердого тела, омываемого потоком. Для потенциального течения однородной жидкости минимум давления всегда расположен на поверхности тела. Для течений с завихренностью область минимального давления может находиться в жидкости на некотором расстоянии от поверхности твердого тела. Когда кавитация развивается вдоль поверхности хорошо обтекаемого тела, она почти всегда сосредоточена в области безотрывного неоднородного пограничного слоя. В большинстве случаев предполагается, что изменение давления по толщине пограничного слоя пренебрежимо мало. Однако при условиях, близких к условиям возникновения кавитации, небольшие изменения давления могут оказаться важными при определении величины минимального давления, а следовательно, и места возникновения кавитации на поверхности твердого тела или в жидкости на некотором расстоянии от поверхности. [c.268]

Как уже указывалось выше, число работ, содержащих различного рода приближенные методы расчета отрывных и безотрывных сверхзвуковых течений с распространением возмущений вверх по потоку с учетом эффектов взаимодействия, чрезвычайно велико. Однако большая их часть относится к небольшому числу основных направлений. Одно из направлений связано с использованием интегральных уравнений пограничного слоя. Задача об отрывном или безотрывном взаимодействии области вязкого течения с внешним невязким сверхзвуковым потоком сводится к интегрированию системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка. Эти уравнения получаются формальным интегрированием уравнений пограничного слоя в поперечном направлении. В них входят определенные интегральные характеристики пограничного слоя толщины вытеснения, потери импульса, энергии и т. п. Кроме того, добавляется соотношение, определяющее связь между распределением давления в невязком сверхзвуковом потоке и толщиной вытеснения области вязкого течения. Информация о формах профилей скорости и энтальпии в пограничном слое оказывается утерянной и должна быть постулирована в виде каких-либо семейств кривых, зависящих от такого же числа свободных параметров, сколько имеется уравнений для определения их распределения по продольной координате. Для получения удовлетворительных результатов важное значение имеет выбор семейства профилей распределения параметров поперек пограничного слоя. Единственным критерием качества является сопоставление результатов с экспериментальными данными. [c.11]

Стоит заметить, что для определения начальных условий области 5 нет необходимости решать задачу для области 22. Уравнения (3.9) — полные уравнения Эйлера, поэтому вдоль линий тока в области 22 сохраняются энтропия и энтальпия торможения. Поэтому при известных из решения профилях пограничного слоя в конце области 4 (з4 = 0) и давлении сразу за поворотом (55 = 0) начальные условия можно рассчитать непосредственно. Разумеется, последнее верно лишь для безотрывных течений и таких, для которых при перерасширении потока в области 22 не образуются последующие ударные волны. [c.75]

Заметим, что все краевые задачи для течений с сильным вдувом, когда возникает область невязкого течения 3, не могут иметь стационарных безотрывных решений с положительными градиентами давления. Это следует из условия = О и уравнения Бернулли. Далее, для любых О ж 1 выполнено р > к > О, так как иначе при р О на конечной длине толщина невязкой области течения оо из-за расширения сверхзвуковых струек тока, но тогда, начиная с некоторой точки, давление должно было бы возрастать (4.95). [c.179]

Далее, на этом режиме значения Ар > О не могут быть получены для безотрывного течения, так как вблизи стенки есть струйки тока с малыми скоростями, которые, согласно формуле Бернулли, не могут попасть в область с конечными Ар > 0. Если Ар < О, то скорость газа в эффективно невязком течении вблизи тела достигнет значения и lie и в результате перестанут выполняться граничные условия прилипания. Поэтому вблизи поверхности тела необходимо рассмотреть вязкий подслой, скорости в котором конечны, а градиент давления и инерционные члены уравнений Навье-Стокса имеют тот же порядок величин, что и главные вязкие члены. Это условие определяет толщину вязкого подслоя 6 [c.298]

Мощностные характеристики одноступенчатых осевых вентиляторов различных схем И - -СА-гУ, НА- К и т. д.) в области режимов безотрывного течения описываются уравнением [c.845]

Таким образом, методы, позволяющие профилировать сопла с возрастающей скоростью потока вдоль стенки имеют существенные преимущества перед методами, основанными на решении прямой задачи, когда сначала определяется поле скоростей во всем канале произвольной формы, выделяется М-область и по данным на ее границе производится перепрофилирование сверхзвуковой части сопла. Реализуемость безотрывного течения в так спрофилированном сопле, в случае, если скорость вдоль стенки оказывается не монотонной, может быть обеспечена лишь ограничениями на число Рейнольдса. [c.84]

Силы трения проявляются в основном в области пограничного слоя на поверхности обтекаемых тел в местах безотрывного течения. Сопротивление трения проявляется по всей длине канала и по- [c.64]

Коэффициент сопротивления входа для труб, заделываемых в торец, может быть снижен путем установки перед входом кольцевого ребра или расточки (рис. 15.19). Гидравлическое сопротивление снижается из-за того, что возникающий в срывной области вихрь способствует плавному, безотрывному течению потока в сечении трубы. Это обстоятельство следует учитывать при проектировании соединений трубопроводов с агрегатами ЖРД. [c.293]

Подробный анализ известных в технической литературе зависимостей среднего коэффициента теплоотдачи при течении теплоносителя через шаровые твэлы показал, что теплообмен детально изучен лишь для областей ламинарного и смешанного режимов течения (Re = 24-2-10 ). Среди наиболее известных работ следует отметить работу 3. Ф. Чуханова, предложившего теоретическое решение Для теплообмена в области безотрывного течения турбулентного пограничного слоя в диапазоне чисел Re =10- 2 102 [c.67]

Указанный механизм возникновения отрыва пограничного слоя иллюстрируется представленными на рис. 53.1, в эпюрами распределения вдоль нормалей составляющих скорости, перпендикулярных к ним. В сечении / распределение скоростей является нормальным, т. е. участок отрицательных скоростей отсутствует. В сечении /// такой участок имеется. Область MON является областью отрицательных скоростей. Сечение II является переходным от области безотрывного течения к области, в которой происходит отрыв частиц рабочей среды от стенки. Точка О в данном случае является точкой отрыва пограничного слоя. В зависимости от того, будет ли течение безотрывным или же происходит с отрывом пограничного слоя, знак угла между касательной к эпюре скоростей и нормалью к профилю в соответствующей точке стенки прицимает различные значения (на рис. 53,1, в для сечения / имеем ав>0, для сечения III имеем a ,<0 и для сечения I Ис=0). [c.470]

Режим безотрывного течения и кондуктивного тёп-лопереноса можно ожидать лишь в области вязкостно о течения (Reзначения Nu в газовзвеси [c.154]

Характер поперечного омывання одиночных труб зависит от числа Рейнольдса. При малых числ.и Рейнольдса (Re S) наблюдается безотрывное омывание поверхпостн труб потоком жидкости. При больших числах Рейнольдса плавно омывается лишь фронтовая половина. В кормовой части тру( Ы вследствие отрыва пограничного слоя жидкости от поверхности нозникает сложное вихревое течение. Когда движение пограничного слоя становится турбулентным, область вихревого течения уменьшается, а безотрывного—увеличивается. [c.250]

Современные теоретические направления изучения теплоотдачи при турбулентном течении продвинулись далеко вперед. Они позволяют решать такие задачи как теплоотдача сжимаемых газов с учетом изменяемости всех физических характеристик с температурой, как теплоотдача жидкометаллических теплоносителей, как охлаждение пористых поверхностей, сквозь которые в газовый поток внедряется та или иная жидкость и т. п. Необходимо подчеркнуть, что соответствующие решения имеют силу только при безотрывных течениях, поскольку вклад области за местом отрыва потока в гидродинамическое сопротивление тела обусловлен не механизмом трения, а пониженным давлением на кормовую поверхность (сопротивление давления). Кроме того, следует иметь в виду, что на практике обычно встречаются смешанные случаи, когда некоторый начальный участок пограничного слоя является ламинарным, и лишь за ним течение турбулизи-руется. В связи с этим возникает вопрос об условиях перехода из одного режима движения в другой. Трудности теоретических исследований возрастают при необходимости учитывать криволи-нейность омываемых поверхностей, т. е. неравномерность распределения давления на стенку. Рассмотрение такого рода вопросов является предметом специальных курсов. [c.121]

В шахматных пучках распределение теплоотдачи по периметру труб для всех рядов оказывается качественно одинаковым с распределением для одиночной трубы. Количественно она увеличивается с номером ряда вследствие турбулизирующего воздействия предшествующих рядов трубного пучка. Однако этот процесс быстро стабилизируется. Поэтому начиная с 3—4-го ряда и дальше теплоотдача как шахматных, так и коридорных пучков практически остается неизменной с увеличением числа рядов, при этом с увеличением критерия Рейнольдса разница в теплоотдаче второго и третьего, а также глубинных рядов уменьшается. При Не>105имест место возрастание области безотрывного обтекания и уменьшение вихревой области, что приближает рассматриваемый процесс к процессу, имеющему место при турбулентном течении жидкости внутри труб. Для последних число Рейнольдса входит в критериальные уравнения в степени 0,8. К этой величине и стремится указанный показатель степени в критериальной зависимости для трубных пучков. При Re 10 показатель степени / 0,6—0,65, [c.187]

В зоне / при малых Re сохраняется безотрывное тече-ние и влияние вязкости распространяется на всю область, течения. С ростом значения Re происходит интенсивное снижение как внутренних, так и выходных потерь. По расчетам С. М. Тарга безотрывное течение в конических диффузорах сохраняется при Reia 7,34. Отсюда для диффузора с углом раскрытия а= 10° протяженность первой зоны ограничена Re] 50. [c.273]

Случай V = 0.4 дает пример безотрывного течения. На рис. 7 линия GGi является линией параболичности, причем характеристики в области GLGi касаются GG (в плоскости 1, 2) области Q TR и Q TiRi являются областями типа (1), области [c.107]

Куэн [29] эксиериментально показал, что в случае турбулентного течения приращение давления, допускающее безотрывное обтекание, для искривленной поверхности больше, чем для поверхности с изломом. При больших отношениях давления в потоке около выпуклой искривленной поверхности часто внезапно возникает область нестационарного отрывного течения большого размера. Это наблюдение важно в том смысле, что при малом отношении давлений область отрывного течения устойчива и медленно увеличивается не только около гладких плавно изогнутых поверхностей, но и в других случаях взаимодействия. [c.260]

Есть также предположения, что вихри могут быть следствиел поперечного течения внутри пограничного слоя и при безотрывном течении [20], а также изменения энтропии за ударной волной [16]. Чтобы убедиться в справедливости этих предположений, следовало бы иметь сведения о течении во всей области возмущения. Наиболее полные сведения имеются для треугольной пластины [c.284]

При ре1лении рассматриваемой задачи (6.44), (6.45) методом дискретных вихревых частиц уравнения движения частиц (6.33) могут быть значительно упрощены. Конформное отображение области течения (плоскость с разрезом по отрицательной ве1цественной полуоси) на полуплоскость 1т (О > О задается формулой г( = - а комплексный потенциал внещнего (безотрывного) течения (6.43) приобретает вид t) = -g(i) . В соответствии с этим на- [c.359]

Определению параметров отрыва ламинарного ( л) и турбулентного ( т) магнитогидродинамических пограничных слоев посвящены заботы [1, 2]. Данные об этих параметрах позволяют указать, насколько та или иная область реального ислледуемого течения близка к сечению отрыва. В ряде случае, с привлечением сведений об изменении толщины вытеснения вдоль обтекаемой поверхности, информация о величинах и дает возможность рассчитать точку отрыва пограничного слоя. Наконец, при известных функциональных зависимостях для л и можно поставить задачу об отыскании такой формы канала, которая обеспечивала бы всюду безотрывное течение в пограничном слое. [c.543]

Как показано в предыдущем параграфе, оценки, следующие из (6.94), приводят к следующей структуре областей возмущенного течения внешнее невязкое слабовозмущенное течение (область 1), течение в пограничном слое (область 2) и пристеночное нелинейно возмущенное течение (область 3). Так, возмущенное течение в областях 1 и 2 является в первом приближении невязким и слабо возмущенным соответственно, в области 3 характерны нелинейные изменения функций течения. Влияние вязкости в области 3 также отсутствует, поэтому решение здесь не удовлетворяет условию прилипания. Таким образом, на дне области 3 следует ввести в рассмотрение пограничный слой. Влияние течения в этой области на течение в областях 1-3 может проявиться только в случае возникновения локального отрыва. Далее рассмотрены такие варианты или такие промежутки времени, на которых течение в пристеночном пограничном слое остается безотрывным. [c.275]

В безотрывных течениях около тел при больших числах Рейнольдса и умеренных числах Маха вязкость и теплопроводность газа обычно играют существенную роль лишь в узких областях ударных волн и пограничного слоя, оставляя поле течения вне этих зон практически невязким и не подверженным их влиянию. Это дает возможность разделить задачу обтекания тел на две самостоятельные части определение внешнего поля течения на основе уравнений движения невязкого газа и расчет течения в пограничном слое с известным продольным градиентом давления. Однако-такая картина течения может перестать соответствовать действительности, при уменьшении числа Рейнольдса, а также при больших сверхзвуковых скоростях, когда число Маха невозмущенного потока М Э 1- Это прежде-всего связано с тем, что оба эти эффекта приводят к возрастанию толщины пограничного слоя в первом случае из-за увеличения относительной роли сил трения, во втором случае из-за интенсивного роста температур и уменьшения плотности газа в пограничном слое. В результате этого-возрастает вытесняющее воздействие пограничного слоя на внешний поток, а на поверхности тела реализуется новое распределение давления, которое в свою очередь оказывает влияние на течение внутри пограничного слоя. Описанное явление обычно называется взаимодфствием гюграничного-слоя с внешним невязким потоком. [c.530]

Отмеченное выше свойство отсутствия областей замедления газа на стенке сопла, по принятым в настоящее время представлениям, гарантирует существование безотрывного пограничного слоя, а значит, и безотрывность течения в целом (рассматриваемого теперь как решение уравнений Навье-Стокса при достаточно большом числе Рейнольдса). Эти представления основываются как на теории пограничного слоя [73], так и на полуэмпирических локальных критериях отрыва. [c.122]

На основе исследований двухмерного неравновесного течения для семейства подобных сопел и сопел с различным углом наклона контура сужающейся части показана целесообразность выбора такой формы дозвуковой части, которая обеспечивает прямолинейную звуковую линпю. Получены соотношения геометрических параметров дозвукового II трансзвукового участков сопла, обеспечивающих безотрывность течения и форму звуковой поверхности, близкую к плоской. Проведено параметрическое исследование сверхзвукового участка двух классов плоских сопел газодинамических лазеров, построенных па базе равномерных и симметричных характеристик на выходе. На основе изучения влияния степени расшпреипя, полного давления п температуры, а также состава газа показано, что наименьшие потери полезной колебательной энергии в резопаторпой области обеспечивают сопла, построенные на базе равномерной характеристики. Эффективность преобразования тепловой энергии в энергию когерентного электромагнитного излучения существенно зависит от геометрии сопла, определяющей свойства колебательно-неравновесного течения газовой смеси в рабочей части газодинамического. лазера. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...