Эккартовское течение вне пограничного слоя

Течение вблизи препятствий. Скорость и характер течения в существенной мере зависят от того, наблюдается ли течение вблизи препятствия или вдали от него. Из-за малой толщины пограничного слоя по сравнению с длиной звуковой волны весь объем практически занят течением вне пограничного слоя (рэлеевским течением). Скорость при этом вдали от границы не зависит от вязкости (или, как в эккартовском течении, зависит от отношения объемной вязкости к сдвиговой) для рэлеевского течения из [c.238]

Отметим, что эккартовское течение — это течение вне пограничного слоя и, если объемная вязкость среды равна нулю, скорость потока не зависит от вязкости. [c.97]

Отметим некоторые характерные особенности течений вне пограничного слоя, вдали от границы. Как и в случае эккартовского течения, для медленного течения вне пограничного слоя отношение скорости вихрей к колебательной скорости в звуковой волне — МФ, где Ф — безразмерная величина, зависящая от геометрии звукового поля, частоты и вязкости. Вдали от границы, как это видно из (49) и (52), скорость течения практически не зависит от вязкости среды Масштаб течения V — X, и из (21) следует, что вдали от пограничного слоя решение применимо для акустических чисел Рейнольдса, меньших единицы. При больших Ке, как показывают экспериментальные результаты [20], характер течения остается приближенно таким же, но скорость вихревого движения существенно больше, чем следует из (49). [c.103]

В свободном неоднородном звуковом поле в отсутствие препятствий и границ радиационные силы вызывают движение газа и жидкости. Импульс волны, передаваемый за счет поглощения звука в среде, идет на образование течения. В начальной стадии после включения звука происходит ускорение среды, приводящее к установлению стационарного движения газа или жидкости. Это движение называют акустическим течением или акустическим ветром. На рис 5.3 показан характер акустического течения на частотах ультразвукового диапазона (несколько МГц). Такое течение принято называть эккартовским, поскольку его теория была развита Эккар-том 120]. Как видно из рисунка, излучающая пьезоэлектрическая пластинка занимает только частьповерхности кюветы, заполненной жидкостью. При включении звука жидкость в сосуде начинает приходить в движение. Его нетрудно наблюдать, если поместить в жидкость немного алюминиевого порошка и сбоку осветить жидкость через прозрачную стенку кюветы. По прошествии некоторого времени движение жидкости устанавливается и имеет вид течения с противотоком. Такое акустическое течение было бы невозможно, если бы пьезопластинка закрывала всю левую поверхность кюветы (или трубы), так как тогда не было бы противотока жидкости и не выполнялся бы закон сохранения массы. Однако, вообще говоря, в случае неоднородного распределения амплитуды по фронту волны незначительное акустическое течение в принципе возможно, а вблизи стенок, в пограничном слое, оно возникает и в случае однородного по фронту звукового поля (см. ниже). Из рис. 5.3 следует, что масштаб вихрей эккартовского течения порядка объема кюветы и он существенно больше длины звуковой волны X радиус ультразвукового пучка также значительно больше X. [c.135]

Третий вид акустического течения, имеющий большое значение в задачах интенсификации процессов массо- и теплообмена, это акустические потоки в тонком акустическом пограничном слое, толщина которого порядка длины вязкой волны (2т]/сор) /2. Это течение проявляется в большей степени в звуковом диапазоне, так как на ультразвуковых частотах очень мало. Масштабы вихрей в акустическом пограничном слое меньше X, так что такое течение имеет малые масштабы. Теория таких мелкомасштабных течений в пограничном слое впервые была разработана Шлихтингом [22, 23] их часто называют шлихтинговскими. Отметим, что скорость всех этих трех типов акустических течений даже при сравнительно большой интенсивности звука обычно мала по сравнению с колебательной скоростью в звуковой волне. Однако в небольшом числе экспериментов по возбуждению эккартовского течения очень интенсивным звуком эти скорости были сравнимы по величине. Подробные сведения о всех трех видах акустических течений имеются в обстоятельных обзорах [24, 25]. [c.136]

Эккартовское течение, рассмотренное в предыдущем параграфе, по существу также является течением вне пограничного слоя, ибо процессы в тонком вихревом слое на границе звукового пучка не рассматривались. В этом параграфе будут рассмотрены некоторые задачи о возникновении течения в том случае, когда звуковое поле ограничено жесткими стенками. Примером этого типа течений может быть рэлеевское течение [18] — двумерное течение, вызываемое стоячей волной между двумя плоскостями. Колебания в стоячей волне направлены вдоль оси Ох и вдали от стенок имеют вид Vi (х, t) = г о osfea os oi. Если одна из плоскостей имеет координаты г/ = О, а другая — у = то х ж у — компоненты скорости из (8) для О г/ г/i имеют вид [c.101]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...