V— Жуковского сопротивления давления

Рис. 10.12. Соотношение между сопротивлением трения и сопротивлением давления в зависимости от относительной толщины профиля с д.чя симметричного профиля Жуковского по данным продувки при нулевом угле атаки

Вихревая теория сопротивления. Принципиальный вопрос, который прежде всего должна решить любая теория сопротивления давления, строящаяся на уравнениях идеальной жидкости, есть вопрос о физической схеме течения. Именно, необходимо решить вопрос о способе (или физической гипотезе), которым будет эта теория пользоваться для нарушения симметрии потока. Если физическая гипотеза правильно схватывает основные особенности процесса обтекания тел реальной маловязкой жидкостью (или воздухом), тогда из уравнений идеальной жидкости можно получать результаты, хорошо подтверждающиеся опытом. Ярким примером плодотворной гипотезы является гипотеза Н. Е. Жуковского в теории подъемной силы профиля крыла. Гипотеза Гельмгольца о полном покое частиц жидкости в кильватерной зоне обтекаемого тела, по-ви-димому, не отражает суть происходящих процессов. В самом деле, если мы поместим в потоке реальной маловязкой жидкости плохообтекаемое тело (например, цилиндр, пластину, параллелепипед и др.), то процесс течения, как показывает опыт, будет развиваться во времени следующим образом [c.349]

В потенциальном потоке на профиль действуют только силы давления, равнодействующая которых, согласно теореме Жуковского, равна подъемной силе профиля R = Ry. Сопротивление отсутствует А = 0. Влияние вязкости сказывается как в появлении на поверхности профиля касательных сил — трения, так и в перераспределении сил давления. В результате в вязком [c.15]

Влияние толщины. Влияние толщины на сопротивление тела, обтекаемого безграничной жидкостью, выявляется при рассмотрении семейства симметричных профилей, описываемых параметром ti , где — толщина профиля, взятая по нормали к направлению потока, а с — длина хорды профиля в параллельном потоку направлении. Отношение ti изменяется от нуля (плоская пластинка) до единицы (цилиндр). Примером такого семейства являются симметричные профили Жуковского, промежуточные формы которых получаются математически путем специального конформного преобразования (или отображения) окружности единичного радиуса. Это семейство профилей обладает тем свойством, что в случае потенциального обтекания поля скорости и давления, имеющие место при обтекании цилиндра, также могут быть преобразованы в поля скорости и давления при обтекании этих профилей. Таким образом, экспериментально измеренные распределения давления на таких профилях могут быть сопоставлены с распределениями давления, полученными из теории потенциального течения идеальной жидкости. [c.401]

Для анализа экспериментальных данных и проектирования новых опытных конструкций большим подспорьем был расчет распределения давления согласно теории Жуковского, а следовательно, по уравнениям Эйлера. Однако ценность таких расчетов не в определении значений подъемной силы, лобового сопротивления или момента (ср. 8), а в том, что они позволили указать на переход к турбулентности и на отрыв потока в по- [c.64]

Другое многообещающее приспособление основано на создании принудительного подсоса либо через щели, либо через равномерно размещенные круглые отверстия на тех участках, где иначе произошел бы отрыв пограничного слоя. В этом случае пограничный слой отжимается к стенке, и мы опять получаем лучшее приближение к течению Жуковского. Если используются щели, то, исходя из теории Жуковского, нужно создать повышенное давление как раз впереди щелей ). Можно также попытаться использовать подсос для того, чтобы сохранить пограничный слой ламинарным, тем самым опять-таки уменьшая лобовое сопротивление. К сожалению, очень трудно, по-видимому, получить такое ламинарное течение. Даже летящие в воздухе насекомые могут вызвать турбулентность при обтекании самой гладкой поверхности крыла. [c.65]

Действительно, при отсутствии трения нормальные к поверхности пластинки силы давления должны дать главный вектор, направленный также по перпендикуляру к плоскости пластинки, а не к скорости на бесконечности, как этого требует теорема Жуковского. При этом, наряду с подъемной силой, имелась бы и сила сопротивления. Этот парадокс был разъяснен Жуковским во второй из ранее цитированных статей. При действительном обтекании пластинки передний ее край представляет собою па самом деле некоторую поверхность очень малого радиуса кривизны, на которой возникает значительное разрежение, приводящее к направленной против течения подсасывающей силе, уничтожающей сопротивление. [c.284]

Рассчитаем коэффициент сопротивления трения симметричного профиля Жуковского с относительной толщиной с = 0,1506 нри нулевом угле атаки. Экспериментальная эпюра давления для этого профиля приведена на фиг. 185 при R = l,66- 10 . Напом- [c.381]

Зная легко вычислить общую силу сопротивления пластинки R, которая будет нормальной к плоскости пластины. Напомним, что при дозвуковых скоростях результирующая сил давления, согласно теореме Жуковского, перпендикулярна направлению набегающего потока. Давление Др на элемент пластины будет нормальным к ее поверхности и, очевидно, равным [c.250]

О. Рейнольдс много сделал и для развития важной технической проблемы создания подшипников с малым трением. Его имя носит опубликованное в 1886 г. основное,в гидродинамической теории смазки подшипников дифференциальное уравнение распределения давления в вязкой жидкости, заполняющей зазор между поверхностями вращающегося вала и неподвижной подушки подшипника при обильной его смазке. Строгое решение той же задачи было впоследствии, в 1904 г., дано Н. Е. Жуковским и С. А. Чаплыгиным. Развитию практических применений гидродинамической теории смазки подшипников много способствовали исследования Н. П. Петрова, А. Зоммерфельда и А, Митчелла, Крупным техническим открытием, обеспечивающим широкое применение смазки подшипников, в первую очередь в железнодорожном деле, явилось предложение Н. П. Петрова, относящееся к началу восьмидесятых годов предыдущего столетия, об использовании для этой цели нефтяных масел, вязкие свойства которых в зависимости от условий эксплуатации, в частности от температуры, были детально исследованы Н. П. Петровым, давшим в 1883 г., по-видимому, первую формулу момента сопротивления вращения цилиндрического вала в коаксиальной с ним неподвижной цилиндрической обойме и использовавшим ее в своих опытах. [c.28]

Быстрое открытие и закрытие клапанов золотников высокого давления, переход от холостого хода к рабочему, внезапный останов плунжера или внезапное изменение сопротивления со стороны заготовки (резка, пробивка и др.) вызывают в гидроприводе прессовых установок резкое повышение давления жидкости -гидравлический удар. Происходящее при этом сотрясение трубопроводов приводит к нарушению уплотнений, а иногда даже к разрыву трубопроводов или других элементов гидропривода. При гидравлическом ударе образуются области повышенного и пониженного давления, перемещающиеся по длине трубопровода. Впервые гидравлический удар в трубопроводах изучил Н.Е. Жуковский. [c.233]

До 1910 г. ученые считали, что сопротивление крыла самолета образуется только в результате разности давлений перед К)рылом и за ним, а также в результате трения. Но С. А. Чаплыгин, исследуя условия обтекания крыла, установил, что сопротивление крыла зависит и от разности давлений под крылом и над крылом, т. е. и от подъемной силы. В этот же период Н. Е. Жуковский разработал вихревую теорию винта. Н. Е. Жуковский и С. А. Чаплыгин показали, что при наличии подъемной силы на крыле образуются так называемые вихревые усы, создающие дополнительное сопротивление. [c.52]

Для иллюстрации соотношения между сопротивлением давления и сопротивлением трения на рис. 10.12 приведены результаты экспериментальных исследований при нулевом угле атаки серии из семи симметричных профилей Жуковского с относительной толш иной с = 0,05 0,10 0,15 0,21 0,27 0,33 0,40. [c.29]

На рис. 244 показаны для сравнения кривые зависимости коэффициентов профильного сопротивления и сопротивления трения серии симметричных профилей Жуковского от относительной их толшцны. На диаграмме сила сопротивления отнесена к миделевой плош ади крыла, а не к площади в плане этим объясняется, почему при уменьшении относительной толщины коэффициенты профильного сопротивления и сопротивления трения возрастают. Показанная вертикальными штрихами разность между коэффициентами профильного сопротивления и сопротивления трения определяет коэффициент сопротивления давлений. Рассмотрение диаграммы, составленной при фиксированном числе Рейнольдса (П< с/у = 4-10 ), приводит к отчетливому выводу о росте роли сопротивления давления с увеличением относительной толщины профиля и, наоборот, о повышении значения сопротивления трения при переходе к тонким профилям ). [c.616]

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]

Для определения влияния винтовых гофров на аэродинамические характеристики самокомпенсирующихся труб в ЦАГИ им. Жуковского были проведены исследования аэродинамического сопротивления и скосов потока в трубопроводе длиной 100 калибров (Z = 40 м) из труб диаметром 325 X 1,2 мм. Исследования показали, что аэродинамическое сопротивление труб с винтовыми гофрами с шагом 500 мм и углом наклона 60° находится в диапазоне чисел Re — 8 - 10 10 , что соответствует всел1у диапазону применяемых в газо- и нефтепроводной практике диаметров и давлений, практически не отличается от гладкой цельнотянутой трубы с величиной шероховатости 0,0001. [c.234]

В 80—90-е годы появились работы Жуковского о движении тела в жидкости — проблема, которой до него занимались Пуассон, Стокс, Клебш, Томсон и Тэт, Кирхгоф и др. В работе О парадоксе Дюбуа (1891) Жуковский дал физическое объяснение зтому парадоксу. С точки зрения общих законов механики безразлично, движется ли тело в неподвижной жидкости, или тело неподвижно, а движется жидкость. Тем не менее Р, Дюбуа (1818— 1896) в 1879 г. экспериментально показал, что силы, действующие на тело в том и другом случаях, различны. Оказалось, что сопротивление неподвижной пластинки в жидкости, движущейся с некоторой скоростью, будет больше сопротивления, испытываемого пластинкой, движущейся с той же скоростью в неподвижной жидкости. Это расхождение Жуковский объяснил тем, что при движении реальной жидкости всегда возникают завихрения у стенок, на свободной поверхности и т. д. В подтверждение своего объяснения Жуковский сконструировал прибор, с помощью которого показал, что при отсутствии завихрений в жидкости давления в обоих случаях будут одинаковы. Заметим, что проблему движения твердого тела в жидкости в те же годы и позднее изучал также [c.268]

Широко известна роль Д. И. Менделеева в развитии учения о газах при больших и малых давлениях, его теоретические и экспериментальные заслуги в области метеорологии высоких слоев атмосферы. Д. И. Менделееву принадлежит опз бликованная в 1880 г. фундаментальная монография О сопротивлении жидкостей и воздухоплавании , в которой не только дается систематическое и критическое изложение существовавших к тому времени работ по теории сопротивления, но и приводятся оригинальные идеи Менделеева в этом направлении, в частности, указывается на важное значение вязкости жидкости при определении сопротивления трения хорошо обтекаемого тела. Н. Е. Жуковский высоко ценил эту книгу. [c.29]

Как видно нз графика, смещение назад места максимальной толщины симметричного профиля приводит при нулевом угле атаки к более плавному распределению давлений по поверхности профиля, чем у симметричного профиля Жуковского (на рис. 98 — пунктир) той же относительной толщины. В дальнейшем будет показано, что при прочих равных условиях, в частности, при том же коэффициенте подъемной силы, плавность распределения является положительным признаком крылового профиля с точки зрения его сопротивления и поведения при больших скоростях. Далее из графиков видно, как меняется распределение давления при всзрастанни угла атаки, как возникает пик разрежения на верхней поверхности и насколько он быстро разви- [c.317]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...