Слои пограничный при обтекании

Применим полученные в предыдущем параграфе результаты к турбулентному пограничному слою, образующемуся при обтекании тонкой плоской пластинки, — таком же, какое было рассмотрено в 39 для ламинарного течения. На границе турбулентного слоя скорость жидкости почти равна скорости LJ основного потока. С другой стороны, для определения этой скорости на границе мы можем (с логарифмической точностью) воспользоваться формулой (42,7), подставив в нее вместо у толщину пограничного слоя б ). Сравнив оба выражения, получим [c.252]

Обтекание пластины ламинарным потоком жидкости. Рассмотрим ламинарный пограничный слой, образующийся при обтекании полубесконечной тонкой пластины продольным плоскопараллельным потоком несжимаемой жидкости постоянной скорости (рис. 11.1). Под полубесконечной пластиной в дальнейшем подразумевается тонкая пластина бесконечной длины, передний край которой расположен не на бесконечности для определенности предполагается, что передний край пластины совпадает с осью ОУ, а сама пластина лежит в плоскости ХУ. Бесконечно длинная пластина, передний край которой лежит в бесконечности, на,зы-вается бесконечной пластиной. [c.375]

Уравнение (11.28) определяет толщину плоского ламинарного пограничного слоя, образующегося при обтекании полубесконечной пластины плоскопараллельным потоком жидкости оно справедливо также и для пластины конечной длины. [c.376]

Для турбулентного пограничного слоя, образующегося при обтекании высокотемпературным потоком пористой пластины, через которую вдувается газ со свойствами, отличными от основного потока, получена следующая формула для местных коэффициентов теплообмена ([381, ч. 1) [c.469]

Аналогичным образом выводятся уравнения пограничного слоя и при обтекании тела вращения потоком газа при нулевом угле атаки. Система координат в этом случае вводится так, как показано на рис. 7.4.2 На этом рисунке изображена картина течения в одной из меридиональных плоскостей. [c.380]

Пристеночная турбулентность может быть следствием течения со сдвигом в пограничных слоях, например, при обтекании тел, когда мы имеем неоднородное по длине течение. Турбулентность может быть также следствием течения со сдвигом, однородного по длине, которое имеет место при равномерном движении в трубе или канале постоянного сечения, В этой главе будут рассматриваться пограничные слои, возникающие при движении несжимаемой жидкости вдоль стенок, как при наличии, так п при отсутствии продольного градиента давления [c.243]

Представление о пограничном слое ), образующемся при обтекании вязкой жидкостью или газом твердых поверхностей или при смешении потоков разных скоростей и физических свойств, лежит в основе объяснения и количественного описания многих важных для техники процессов. [c.439]

Распределение скоростей в пограничном слое среды при обтекании пластины [c.283]

Рис. 105. Распределение скоростей в пограничном слое среды при обтекании тонкой пластины ламинарным потоком

Рис. 106. Относительная скорость течения в продольном направлении в пограничном слое среды при обтекании пластины ламинарным потоком

Рис. 107. Относительная скорость поперечного сноса при течении в пограничном слое среды при обтекании пластины

Без учета тепла трения. Для этого случая решение дифференциального уравнения распределения температур, в пограничном слое среды при обтекании пластины [c.288]

Сходные во многих отношениях результаты об условиях возникновения турбулентности получаются и при изучении течений в пограничных слоях, образующихся при обтекании тел вязкой жидкостью. Рассмотрим, например, пограничный слой, образующийся при обтекании плоской пластинки течением с постоянной скоростью 7, направленной параллельно пластинке. Число Рейнольдса пограничного слоя можно определить, например, формулой Re6 = i/6/v, где б —толщина пограничного слоя. Можно также вместо этого использовать легче измеряемое число Rex = i/j /v, где X — расстояние вдоль течения от переднего края пластинки. Числа Reo и Re связаны функциональной зависимостью например, при ламинарном течении, согласно результатам п. 1.4, Reo [c.68]

По этой причине, а также вследствие образования поверхности раздела при отрыве пограничного слоя тела, при обтекании которых возникает отрыв пограничного слоя, оказывают большое сопротивление течению жидкости. При этом сопротивление, вообще говоря, будет тем меньше, чем уже турбулентный след, т. е. чем дальше на поверхности тела расположена точка отрыва. Прн достаточно больших числах Рейнольдса, при которых, однако, [c.72]

Пограничный слой, возникающий при обтекании плоской пластины в продольном направлении, имеет особенно простую структуру потому, что при таком обтекании статическое давление во всем поле течения остается постоянным. В самом деле, во внешнем течении, которое можно считать происходящим без трения, скорость имеет постоянное значение, и поэтому здесь, на основании уравнения Бернулли, постоянно и давление. Далее [c.40]

Характер пограничного слоя, образующегося при обтекании потоком жидкости плоской пластинки, существенно зависит от режима обтекания, определяемого числом Н. При сравнительно небольших числах К вдоль всей пластинки образуется ламинарный пограничный слой, расчет которого приведен в 4. [c.258]

Такой пограничный слой имеется при обтекании любого тела газом или жидкостью. [c.19]

Рассмотрим некоторые результаты расчетов пространственного ламинарного пограничного слоя, возникающего при обтекании потоком несжимаемой жидкости эллипсоидов под углом атаки. Ограничимся рассмотрением эллипсоидов вращения и трехосных эллипсоидов под углом атаки. Следует заметить, что физическая картина течения в пограничном слое около эллипсоидов под углом атаки, как показывают эксперименты, довольно сложная. При изменении угла атаки режим течения около эллипсоидов меняется. При нулевом угле атаки существует замкнутая область возвратного течения. При небольших углах атаки течение вблизи зоны отрыва неустойчиво. По мере увеличения угла атаки происходит изменение картины течения. Конечно-разностные методы позволяют построить картину вплоть до зоны отрыва [16, 32—33]. Полная картина течения может быть исследована на основе полных уравнений [c.185]

Перед тем как начать обсуждение исследований турбулентных течений, уместно привести феноменологическое описание наблюдаемого поведения. Наблюдаемый перепад давления при турбулентном течении разбавленных растворов полимеров в круглых трубах часто является неожиданно более низким, чем тот, который наблюдался при той же самой расходной скорости чистого растворителя, несмотря на то что вязкость раствора больше вязкости чистого растворителя. Это явление известно как явление снижения сопротивления. Аналогичное явление наблюдается и при обтекании погруженных тел, если полимер инжектируется в пограничный слой. [c.281]

Для определения влияния любого размерного фактора на коэффициент теплоотдачи необходимо выразить все безразмерные числа через входящие в них размерные величины и получить зависимость а от всех размерных величин в явном виде. Но скорость входит только в одно безразмерное число Re, поэтому степень ее влияния на а равна степени влияния Re на Nu. Для продольного обтекания пластины — при ламинарном течении в пограничном слое и — при турбулентном. [c.212]

Среднее значение коэффициента теплоотдачи при обтекании пластины воздухом для турбулентного пограничного слоя можно вычислить по формуле [17] [c.62]

Рассматривая дробление жидкости при обтекании поверхности, Тейлор [787] вычислил толщину пограничного слоя жидкости [c.147]

Число Рейнольдса для течения в пограничном слое меняется вдоль поверхности обтекаемого тела. Так, при обтекании пластинки можно определить число Рейнольдса как = Их/ где j —расстояние от переднего края пластинки, (У —скорость жидкости вне пограничного слоя. Более характерным для пограничного слоя, однако, является такое определение, в котором роль размеров играет какая-либо длина, непосредственно характеризующая толщину слоя в качестве таковой можно выбрать толщину вытеснения, определенную согласно (39,26) [c.238]

Подчеркнем, что для изложенных рассуждений существенно, чтобы пограничный слой имелся перед ударной волной (т. е. вверх по течению от нее). Поэтому сказанное выше не относится к волнам, отходящим от переднего края тела, как это может, например, иметь место при обтекании острого клина (о чем будет подробно идти речь в следующем параграфе). В последнем случае газ подходит к краю угла извне, т. е. из пространства, в котором никакого пограничного слоя не существует ясно поэтому, что изложенные соображения ни в какой мере не за- [c.585]

Остановимся еще на одном примере из практики. При обтекании выпуклой поверхности в некоторой области вне пограничного слоя скорость выше, чем в набегающем потоке, и, следова- [c.21]

Для сжимаемого газа, как показано выше, уравнения пограничного слоя в переменных Лиза — Дородницына имеют такой же вид, как для пограничного слоя несжимаемой жидкости. Поэтому следует ожидать, что зависимость скорости от переменной Т1 в пограничном слое сжимаемого газа будет близка к зависимости скорости от физической переменной у для несжимаемой жидкости. При обтекании плоской пластины (Л = 0) положим [c.304]

При наличии градиента давления во внешнем потоке течение в пограничном слое становится более сложным, чем при обтекании плоской пластины. Так как давление остается постоянным поперек пограничного слоя, то влияние градиента давления во внешнем потоке распространяется на весь пограничный слой. Это влияние в основном сводится к изменению профиля скорости в пограничном слое. [c.329]

Рис. 6.33. Распределение давления при обтекании уступа сверхзвуковым потоком, Мо = 2,3 1 — ламинарный пограничный слой, Rj. = 2.10 2 — турбулентный пограничный слой, Rx =1,5.10 хо — расстояние от передней кромки до уступа

При обтекании потоком вязкой жидкости за каждым из профилей образуется след — область пониженного полного давления, где и сосредоточены все потери, возникающие в пограничном слое. Как показывают эксперименты, выравнивание статического давления осуществляется в непосредственной близости за решеткой (на расстоянии долей хорды профиля —ч----ч----/ [c.13]

В 1947 г. 3. Ф. Чуханов пришел к выводу, что одним из доступных и практически легко осуществимых способов искусственной турбулизации пограничного слоя, образующегося при обтекании газом поверхности теплообменника, является создание плотного слоя из шариков, насыпанных в какой-либо сосуд. [c.44]

При некоторых условиях могут возникать возвратные течения жидкости в непосредственной близости от поверхности тела и отрыв пограничного слоя от этой поверхности. Отрыв погракичного слоя приводит к образованию сложных вих ревых течений с сильным перемешиванием жидкости. Такие срывы пограничного слоя наблюдаются при обтекании шара, п р и попереч ном обтекании цилиндрической трубы и др. [c.131]

Рассмотрим подробнее только вариант отражения скачка от поверхности, покрытой турбулентным слоем, при отсутствии отрыва (рис. 7.10). Пограничный слой утолщается перед скачком, так как там возникает положительный градиент давления, вызванный передачей возмущений через дозвуковую часть слоя вверх по потоку. На этой части пограничного слоя, как при обтекании вогнутой стенки, появляются сходящиеся волны сжатия, образующие при слиянии отраженный скачок уплотнений. В том месте, где утолщение слоя заканчи- [c.186]

При значительных скоростях воздушного потока (свыше 100 м1сек) ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный, но турбулеитный пограничный слой имеет ламинарный подслой. Толщина ламинарного подслоя значительно меньше, чем ламинарного пограничного слоя, и при обтекании пластин потоком, имеющим скорость 150—500 м/сек, колеблет-ся от 9 до 2 мк. В этом случае также можно различать ламинарное и ламинарно-турбулентное воздействие потока на при- [c.179]

До тех пор, пока этот тонкий слой, в котором, главным образом, и сказывается действие вязкости, остается около обтекаемого тела, спектр линий тока действительного течения не отличается в существенном от спектра, соответствующего идеальной жидкости. Но когда, как это большей частью и наблюдается, течение отрывается от тела, весь спектр линий тока претерпевает значительное изменение. Именно -пограничный слой, образуюищйся при обтекании, распадается в вихрь, придающий течению совершенно новый характер. В этом случае пользование представлением идеальной жидкости совершенно не приводит к практически пригодным результатам. [c.98]

Рис. 80. Пограничный слой жидкости при обтекании цилиндра г-наблюдае.чые вихри в пограничном слое распределение скоростей в пограничном слое

Рис. 17.5. Схематическое изображение течения в пограничном слое, образующемся при обтекании выпуклого угла со сверхзвуковой скоростью. По Стернбергу, см. рис. 17.4.

Сходные во многих отношениях результаты об условиях возникновения турбулентности получаются и при изучении течений в пограничных слоях, образующихся при обтекании тел вязкой жидкостью. Рассмотрим, например, пограничный слой, образующийся при обтекании плоской пластинки потоком с постоянной скоростью и, направленной параллельно пластинке. Число Рейнольдса пограничного слоя можно определить, например, формулой Rej = t/8/v, где 8 —толщина пограничного слоя. Можно также вместо этого использовать легче измеряемое число Re = ux/y, где х — расстояние вдоль потока от переднего края пластинки. Числа Reg и Re связаны функциональной зависимостью например, при ламинарном течении согласно результатам п. 1.4 Ress 5V Re (см. формулу (1.49) на стр. 54XJBim3 по течению оба числа Res и Re растут, и в некоторой[точке д сг они достигают критического значения , при котором течение резко изменяет характер и становится турбулентным. Таким об- [c.82]

В случае больших чисел Рейнольдса (Re > 1) часто можно считать, что влияние вязких сил проявляется лишь в топких пограничных слоях у поверхностей частиц и, если нет отрыва этих пограничных слоев (что имеет место при обтекании пузырьков), то в подавляющей части объема dj несущей фазы в ячейке влияние вязкости мало и микродвижепие около частиц определяется взаимодействием нелинейных инерционных сил и сил давления. Такой режим микродвижения будем называть инерционным. Уравнения (3.3.1), (3.3.2) и (3.3.14) для этого режима сведутся к уравнениям идеальной несжимаемой жидкости = — piS , pi = onst) [c.119]

Из полученных результатов можно вывести заключение о том, что при обтекании тела в том или ином месте его поверхности должен произойти отрыв. Действительно, на заднем, как и на переднем, конце тела имеется точка, в которой при потенциальном обтекании идеальной жидкостью скорость жидкости обращалась бы в нуль (критическая точка). Поэтому, начиная с некоторого значения х, скорость U(х) должна была бы начать падать, обращаясь в конце концов в нуль. С другой стороны, ясно, что текущая вдоль поверхности тела жидкость тормозится тем сильнее, чем ближе к стенке находится рассматриваемый ее слой (т. е. чем меньше у). Поэтому, раньше чем обратилась бы в нуль скорость U(x) на внешней границе пограничного слоя, должна была бы обратиться в нуль скорость в непосредственной близости от стенки. Математически это, очевидно, означает, что производная dvxjdy во всяком случае должна была бы обратиться в нуль (а поэтому отрыв не может не возникнуть) при некотором X, меньшем, чем то его значение, при котором было бы U x)=0. [c.236]

Что касается распределения температуры в основном объеме жидкости, то легко видеть, что при обтекании нагретого тела (при больших R) нагревание жидкости будет происходить практически только в области следа, между тем как вне следа температура жидкости не изменится. Действительно, при очень больших R процессы теплопроводности в основном потоке не играют практически никакой роли. Поэтому температура изменится только в тех местах пространства, в которые попадает при своем движении нагретая в пограничном слое жидкость. Но мы знаем (см. 35), что из пограничного слоя линии тока выходят в область основного потока только за линией отрыва, где они попадают в область турбулентного следа. Из области же следа линии тока в окружающее пространство уже не выходят. Таким образом, текущая мимо поверхности нагретого тела в пограничном слое жидкость попадает целиком в область следа, в котором и остается. Мы видим, что тепло оказывается распреде-лсгг[1ым в тех же областях, в которых имеется отличная от нуля завихренность. [c.296]

Чтобы выяснить особегпюсти обтекания тела вязкой жидкостью, вернемся к уже рассмотренному случаю обтекания цилиндра невязкой жидкостью и посмотрим, какие изменения в эту картину должны внести силы вязкости. В набегающем потоке (рис. 326) картина будет такой же, как и при обтекании цилиндра невязкой жидкостью, т. е. аналогичная изображенной па рис, 324. Однако при дальнейшем течении жидкости от точки А к точкам А и А", вследствие действия сил вязкости в пограничном слое, частицы жидкости, идущие из области АА и АА", теряют скорость и приходят в области jB и С с меньшими скоростями, чем в случае отсутствия сил вязкости. Потеря скорости на участках АА и А А" приводит к тому, что поток, обтекающий цилиндр, не может проникнуть в области D D и D"D. В результате вблизй точек D и D" происходит отрыв потока от поверхности цилиндра. В этом и заключается существенное изменение картины обтекания цилиндра, вносимое силами вязкости. В отличие от невязкой жидкости, полное обтекание цилиндра вязкой жидкостью оказывается невозможным. Позади цилиндра образуется область, в которую потоки, обтекающие цилиндр, не проникают и в которой движение жидкостей носит совсем особый характер —возникают вихревые [c.547]

Например, в случае обтекания тела плавной формы при больших значениях числа Рейнольдса пограничный слой настолько тонок, что распределение давлений по поверхности тела определяется в первом приближении из уравнений движения идеальной жидкости. Далее, как будет показано в гл. VI, по известному распределению давлений можно рассчитать пограничный слой и найти напряжения треипя у поверхности. При необходимости можно во втором приближении рассчитать влияние пограничного слоя на внешнее обтекание тела (за пределами слоя) и затем определить более точно напряжения трения. Но [c.91]

Нарастание пограничного слоя на обтекаемой поверхности всегда оказывает влияние на внешний поток. При отсутствии окачков уплотнения это влияние сводится к следующему. Утолщение пограничного слоя в направлении течения связано с увеличением толщины вытеснения б, что приводит к отклонению линий тока внешнего потока. Поэтому течение во внешнем потоке будет таким же, как при обтекании фиктивного контура, смещенного по отношению к действительному на толщину вытеснения. Следовательно, при расчете течения нужно применять метод по(следовательных приближений сначала рассчитывается обтекание тела потоком идеальной жидкости, затем по найденному распределению давления вдоль поверхности тела находятся параметры пограничного слоя (в том числе толщина вытеснения), далее рассчитывается обтекание фиктивного тела, контур которого смещен на величину б и т. д. Однако обычно толщина вытеснения мала по сравнению с размерами тела и ноэтому можно ограничиться первым приближением. [c.338]

Наличие даже слабого скачка уплотнения приводит к резкому увеличению давления во внешнем потоке. Рост давления передается навстречу потоку по дозвуковой части пограничного слоя. Линии тока отклоняются от стенки, порождая в сверхзвуковой частя пограничного слоя семейство волн сжатия, которые распространяются во внешний поток и оказывают влияние на форму и интенсишность скачка уплотнения вблизи области взаимодействия. Продольный градиент давления в пограничном слое оказывается значительно меньше, чем во внешнем потоке. Если скачок слабый, то движение в пограничном слое происходит под воздействием небольшого положительного градиента давления и отрыв потока не происходит. С увеличением интенсивности скачка уплотнения во внешнем потоке возрастает градиент давления вблизи стенки и возникает отрыв пограничного слоя. При этом увеличивается отклонение линий тока в сверхзвуковой части течения, благодаря чему поддерживается необходимое распределение давления, соответствующее данной интенсивности скачка уплотнения. В зависимости от условий во внешнем потоке (интенсивности скачка уплотнения, местного числа М, ускоренного или замедленного характера течения) и формы обтекаемого тела возможны два случая. В первом случае поток после отрыва присоединяется снова к стенке. Сразу за скачком уплотнения возникают волны разрежения, как при обтекании внешнего тупого угла. В месте присоединения поток направлен под некоторым углом к стенке, поэтому здесь возникает новый скачок уплотнения, который может вызвать иногда новый отрыв пограничного слоя. Таким образом, могут появиться несколько 22 [c.339]

Замечательная особенность явления взаимодействия заключается в том, что параметры потока вблизи точки отрыва не зависят от причины, вызвавшей отрыв, а зависят лишь от чисел Маха и Рейнольдса в невозмущенном потоке. Если числа Мо и R совпадают, то распределение давления вблизи точки отрыва оказывается одинаковым при взаимодействии пограничного слоя с падающим извне скачком уплотнения, со юкачком уплотнения, образующимся при обтекании вогнутой криволинейной стенки, [c.341]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...