Число рейнольдсово пограничного турбулентности

Как показывают опыты, сопротивление давлений хорошо обтекаемого крылового профиля при наличии на его поверхности полностью ламинарного или полностью турбулентного пограничного слоя убывает с ростом рейнольдсова числа, что и естественно, так как при возрастании рейнольдсова числа толщина пограничного слоя уменьшается и внешний поток приближается к безвихревому обтеканию профиля идеальной жидкостью. [c.616]

Таким образом, рассматриваемая теория турбулентности хотя и оперирует со статистическими характеристиками, по своей сути является полуэмпирической, причем включающей большее по сравнению с теорией Прандтля—Буссинеска число эмпирических констант. Однако, несмотря на сравнительную сложность и необходимость привлечения обширных опытных данных по статистическим характеристикам, она лишена весьма принципиальных недостатков теории пути смешения, перечисленных выше. Что же касается эмпирических коэффициентов, то при современном уровне развития аэродинамического эксперимента их. определение не составляет большого труда. При этом их достоинством является универсальность для различных пристенных течений. Наконец, следует отметить, что рассматриваемую теорию не следует противопоставлять феноменологической теории Прандтля. Можно легко показать, в частности, что из уравнений для вторых моментов получается выражение для касательных рейнольдсовых напряжений с точностью до константы, совпадающее с соотношением Прандтля (1-8-41). Для этого достаточно в уравнениях (1-8-61) для стационарного полностью развитого течения типа пограничного слоя отбросить диффузионные члены и поло- [c.67]

На рис. 202 приведены кривые влияния интенсивности турбулентности внешнего потока е на местное рейнольдсово число Re = U ox/v, составленное для абсцисс точек, отделяющих ламинарный участок пограничного слоя на продольно обтекаемой пластине от переходной области и области развитого турбулентного движения в пограничном слое. Как можно судить по этим кривым, при интенсивности турбулентности внешнего потока, не превосходящей 0,1%, границы ламинарного и турбулентного участков пограничного слоя не зависят от интенсивности турбулентности внешнего потока. [c.533]

Полуэмпирическая формула Кармана представляет неявную зависимость между местным коэффициентом сопротивления и рейнольдсовым числом Ре, что для вычислений представляет некоторое неудобство. В связи с этим появились эмпирические методы расчета турбулентного пограничного слоя на пластине и раньше всех основанный на применении закона одной седьмой для профиля скоростей и одной пятой [см. далее формулу (163)] для сопротивления. Изложим простой эмпирический метод, охватывающий широкий диапазон рейнольдсовых чисел. [c.601]

Остановимся на рассмотрении турбулентного пограничного слоя на продольно обтекаемой газом гладкой пластине. Довольствуясь сначала случаем теплоизолированной пластины и оставляя в стороне вопрос о форме профилей скорости и температуры в сечениях слоя, поставим себе целью составление эмпирической формулы зависимости коэффициента местного сопротивления с от местного рейнольдсова числа Ре - Для этого используем известные эмпирические связи между f и Ре в изотермическом движении несжимаемой жидкости. В отличие от этого движения, где константы р и р одинаковы во всем потоке, в рассматриваемом случае величины р и р меняются в зависимости от изменения температуры по сечению слоя. Принимать р и р соответствующими температуре Гк> набегающего потока нет никаких оснований, так как, очевидно, вблизи поверхности пластины газ имеет температуру Т ,, при больших Мос значительно превосходящую Г, . Относить р и р к температуре поверхно- [c.716]

Некоторых упрощений в расчетах тепломассопереноса в турбулентном пограничном слое в газовом потоке больших скоростей можно добиться, пренебрегая влиянием рейнольдсова числа или учитывая это влияние ступенчато в каждом данном интервале рейнольдсовых чисел как одинаковое во всем ин- [c.726]

Можно провести некоторую аналогию между явлением перехода ламинарного движения в турбулентное в трубе и переходом ламинарного пограничного слоя в турбулентный на крыле. Если грубо качественно сопоставлять скорость на внешней границе пограничного слоя со скоростью на оси трубы, а толщину пограничного слоя с радиусом трубы, то следует ввести в рассмотрение рейнольдсово число пограничного слоя [c.584]

При Н меньших 1,5-10 во всех рассмотренных трубах на поверхности шара происходит отрыв ламинарного пограничного слоя, переходящего в турбулентный где-то вне шара в оторвавшемся слое. При возрастании рейнольдсова числа точка перехода, отметим ее буквой Г, перемещается навстречу потоку и приближается к поверхности шара. Как только точка Т достигнет точки 5 ламинарного отрыва слоя, внешний поток, благодаря возникновению вблизи точки отрыва турбулентного перемешивания, увлечет за собою пограничный слой, обтекание улучшится, и точка отрыва сместится вниз по потоку. Теперь уже точка отрыва. 5 будет соответствовать отрыву турбулентного слоя, так как точка перехода Т будет находиться выше по потоку, чем точка отрыва. Судя по характеру кривых рис. 183, можно думать, что в точке перехода Т происходит местный, не получающий дальнейшего развития отрыв ламинарного слоя, сопровождающийся обратным прилипанием пограничного слоя к поверхности шара с последующим развитым отрывом уже турбулентного пограничного слоя. Указанный местный отрыв ламинарного слоя служит источником возмущений (вихреобразований), заполняющих поток за точкой Т. [c.592]

Вопрос об определении положения точки Отрыва турбулентного пограничного слоя нуждается еще в дополнительных теоретических и экспериментальных исследованиях. Можно все же думать, что предложенное приближенное решение правильно оценивает характер явления. Сформулированный только что вывод относительно взаимного расположения точек отрыва ламинарного и турбулентного пограничных слоев хорошо подтверждается опытами. Достаточно вспомнить явление кризиса обтекания , объяснение которого было дано в 92. Точка отрыва ламинарного слоя при больших докритических значениях рейнольдсова числа не меняет своего расположения, что приводит практически к установившейся картине. плохого обтекания шара и сохранению коэффициента сопротивления на уровне сравнительно большого его значения. Как только точка перехода в своем движении вверх по течению достигнет точки отрыва, отрыв теряет свой ламинарный характер и сразу же начинает перемещаться вниз по потоку, улучшая тем самым обтекание тела и уменьшая его сопротивление. В конце кризиса точка отрыва установившегося турбулентного пограничного слоя располагается значительно ниже по потоку, чем точка отрыва ламинарного слоя, и в дальнейшем уже, если и перемещается, то крайне незначительно (за счет косвенных причин, связанных с изменением давлений при утолщении слоя и др.). [c.637]

Будущим теоретическим исследованиям по устойчивости ламинарных движений предстоит отразить основные детали тех сложных, граничащих со случайными движений, которые возникают при потере устойчивости изучаемого начального движения, а пока внимание многих ученых привлекает гидродинамический эксперимент, на современном уровне развития позволяющий глубоко проникнуть в процессы перехода ламинарных движений в турбулентные. Появившиеся в последнее десятилетие исследования в этом направ-.тении показывают, что нелинейные эффекты в вязких потоках крайне своеобразны. Чрезвычайно характерны в этом смысле явления, возникающие в круглой трубе при переходе рейнольдсова числа через критическое значение. Явления эти аналогичны и другим случаям ламинарного движения вязкой жидкости, в частности куэттовскому движению между движущимися параллельными плоскостями, между поверхностями вращающихся соосных цилиндров и в пограничных слоях. [c.525]

Сходство явлений дерехода ламинарных движений в турбулентные в круглой цилиндрической трубе и в куэттовском круговом движении распространяется и на движение вязкой жидкости в пограничных слоях на поверхности твердых тел, в струях и следах за телами. Если условиться при сравнительно грубом подходе количественно сопоставлять скорость на внешней границе пограничного слоя со скоростью на оси трубы, а толщину пограничного слоя с радиусом трубы, то следует ввести в рассмотрение рейнольдсово число пограничного слоя [c.528]

В первой из этих областей продолжим аналогию с ламинарным пограничным слоем. Вспомним, что множитель Ре , обеспечивавший параметру в случае ламинарного слоя независимость от рейнольдсова числа, оставался одним и тем же при наличии и отсутствии продольного изменения давления в слое. Допустим, что в рассматриваемой сейчас первой области это свойство сохраняется и в случае турбулентного слоя примем в качестве универсализирующего множителя величину С (Ре ), обратно пропорцио- [c.610]

В начале настоящей главы было показано, что в развивающемся вдоль поверхности крыла пограничном слое наблюдается как ламинарная, так и турбулентная части. Расположенная между ними переходная область, внутри которой законы движения жидкости еще мало изучены, при больших рейнольдсовых числах невелика и в первом приближении может быть заменена точкой перехода . Это позволяет порознь рассчитывать сначала ламинарный участок пограничного слоя, для чего применяются методы, изложенные в конце гл. VIII, затем турбулентный слой — по законам установившейся турбулентности и, наконец, сращивать оба решении вдоль сечения, проведенного через точку перехода. [c.621]

Влияние рейнольдсова чис/ а на положение точки перехода на поверхности гладкого крыла выражается в смещении точки перехода при возрастании рейнольдсова числа в направлении к передней кромке. Для разных крыловых проф илей это смещение происходит различно, причем оно зависит также от условий С1пыта, т. е. турбулентности набегающего потока и др. Можно, однако, уделать некоторые общие замечания по этому поводу. Если на поверхности крыла за точкой минимума давления существует точка отрыва ламинарного слоя, то эта точка является самой нижней (по потоку) возможной точкой перехода, так как сорвавшийся слой почти мгновенно переходит в турбулентное состояние. С возрастанием рейнольдсова числа точка перехода перемещается вверх по потоку и оказывается расположенной выше по потоку, чем точка отрыва. При этом ламинарный отрыв перестает осуществляться и заменяется турбулентным, который либо осуществляется, но значительно ниже по потоку, чем ламинарный, либо совсем отсутствует. Точка перехода перемещается по направлению к точке минимума, давления и затем переходит в конфузорную область слоя. Схематически это показано на рис. 218 для верхней поверхности крылового профиля с затянутым кон-фузорным участком слоя (точка минимума давления примерно на 45% хорды) там же для сравнения приведена кривая перемещения точки потери устойчивости. Как вид1ю из графика, ламинарный участок пограничного слоя на этом профиле простирается почти на всю переднюю [c.674]

Если проанализировать кривые (см., например, рис. 157) зависимости коэффициента сопротивления с ,. плохо обтекаемого тела (шара, кругового цилиндра, не слишком вытянутого эллипсоида) от рейнольдсова числа, то мол<но заметить, что в области сравнительно больших этих чисел (порядка 2,4 10 ) наблюдается резкое уменьшение коэффициента сопротивления. Такое явление получило наименование кризиса сопротивления . Было замечено, что соответствующее критическое число Рейнольдса Некр сильно зависит от турбулентных характеристик набегающего потока, от шероховатости поверхности тела, числа Маха в случае большой скорости потока и от многих других причин. Эти параметры, как мы уже знаем, играют определяющую роль в развитии переходных явлений в пограничном слое. Опыты главным образом над шарами и круглыми цилиндрами полностью подтвердили это предположение. [c.681]

Сущность явления возникновения пузыря заключается в том, что при сравнительно большие значениях рейнольдсового числа потока оторвавшийся ламинарный слой крайне неустойчив и сразу же переходит в турбулентное состояние. При этом оторвавшаяся от поверхности тела пристеночная граница слоя благодаря возникновению интенсивного ее обмена жидкими массами с отрывной зоной, где движение жидкости носит попятный характер, размывается и подсасывается, прилипает к поверхности тела, образуя замкнутую отрывную зону, как раз и являющуюся пузырем отрыва. Такой пузырь , аналогично развитому отрыву, но значительно слабее, чем последний, искажает внешний поток, приводит к так называемому сильному вазимодействию между пограничным слоем и внешним безвихревым потоком. [c.683]

Остановимся на рассмотрении турбулентного пограничного слоя на продольно обтекаемой газом гладкой пластине. Довольствуясь сначала случаем теплоизолированной пластины и оставляя в стороне вопрос о форме профилей скорости и температуры в сечениях слоя, поставим себе целью составление эмпирической формулы зависимости коэффициента местного сопротивления с/ от местного рейнольдсова числа Re . Для этого используем известные эмпирические связи между С/ и Rex в изотермическом движении несжимаемой жидкости. В отличие от этого движения, где константы ц и р одинаковы во всем потоке, в рассматриваемом случае величины х и р меняются в зависимости от изменения температуры по сечеиию слоя. Принимать х и р соответствующими температуре набегающего потока нет никаких оснований, так как, очевидно, вблизи поверхности пластины газ имеет температуру 7 ю, при больших М. , значительно превосходящую Тео. Относить [X и р к температуре поверхности Tw представляется более обоснованным ), но ясно, что пэи этом получится преувеличенное влияние температуры на вязкость и плотность газа. Естественно, является мысль отнести физические константы газа к некоторой средней температуре Тт, большей Тео, но меньшей Тёккер ) сделал простейшее допущение, положив Тщ равным среднему арифметическому температур Гс и Т-и, [c.878]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...